비중

비중

다른 표기 언어 specific gravity , 比重

요약: 특정 물질의 질량과 같은 부피의 표준물질의 질량과의 비율

 

비중-1

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고체와 액체의 경우 일반적인 표준은 4℃의 물이다. 물의 밀도는 4℃에서 1g/cm3이다. 예를 들어 액체수은의 밀도는 13,600㎏/m3이므로 비중은 13.6이다. 기체는 보통 건조한 공기와 비교하는데, 건조한 공기의 밀도는 표준상태(0℃, 1기압)에서 1.29kg/m3이다. 밀도가 표준상태에서 1.97kg/m3인 이산화탄소 기체의 공기에 대한 비중은 1.53이다. 비중은 같은 단위를 가진 두 양의 비율이므로 단위가 없다.

부력과 비중은 깊은 관련이 있다. 어떤 물질의 비중이 유체보다 작으면 그 물질은 유체 위에 떠 있을 것이다. 헬륨을 가득 채운 기구는 하늘을 날아다니고 기름은 물 위에 유막(油膜)을 형성하며, 납은 수은 위에 떠 있게 된다. 물질의 비중은 그 물질의 특성이다.

한 물질의 비중은 서로 다른 시료에서도 그 시료가 순수하고 조성이 같으며 빈 곳이나 함유물이 없다면 같은 값을 갖는다. 그래서 비중은 미지의 물질을 확인하는 데 이용된다. 비중은 그밖에도 여러 분야에서 이용된다. 보석학자들은 비슷한 보석을 구별해내는 데 이용한다. 화학자들은 반응의 진행 정도나 용액의 농도를 확인하는 데, 자동차 역학에서는 전지의 유체와 부동액을 시험하는 데 이용된다.

비중은 역사를 통해서 광석을 선광하는 데 이용된 기본적인 방법이다. 비중의 차이를 이용하는 선광법에는 패닝(panning), 지깅(jigging), 쉐이킹(shaking), 나사선형 선광(spiral separation), 중액선광 등이 있다. 철·마그네시아·중금속이 풍부한 암석은 비중이 크고, 알칼리·실리카·물이 많은 암석은 비중이 작다. 비중은 쉬운 방법으로 정밀하게 측정할 수 있기 때문에 화학과 공업에 널리 사용된다.

예를 들어 비중을 측정하는 것은 새로운 액체 화합물의 특성을 밝히는 과정의 일부로 쓰인다. 탄소와 수소, 산소만을 포함하고 있는 대부분의 유기화합물의 비중은 1보다 작다. 비중을 측정하는 기구들로는 졸리 저울, 웨스트팔 저울, 비중병, 액체비중계 등이 있다.

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비중(比重 , Specific gravity, SG 또는 G)은 어떤 물질의 밀도 ρ와, 표준 물질의 밀도ρs와의 비이다. 밀도에 중력가속도 g를 곱한 것은 단위중량 γ이므로, 단위중량을 통해 나타낼 수도 있다. G = γ γ s = ρ g ρ s g = ρ ρ s {\displaystyle G={\frac {\gamma }{\gamma _{s}}}={\frac {\rho g}{\rho _{s}g}}={\frac {\rho }{\rho _{s}}}}

온도 및 기압 조건이 따로 제시되지 않았다면 일반적으로 고체 및 액체에 대해서는 4℃ 1기압 아래의 물, 기체에 대해서는 20℃ 1기압인 공기를 기준으로 한다.

밀도끼리의 비이므로 단위가 없는 무차원량이 된다. 4℃, 대기압 상태에서 공기가 녹아 있지 않을 때 물의 밀도는 0.999972 g/cm3이다. 거의 1.0 g/cm3에 가깝기 때문에 비중과 밀도의 값을 CGS 단위계로 나타내면 거의 같은 값이 된다.

밀도와 비중은 혼동되기 쉽지만, 밀도는 질량을 부피로 나눈 양이며, 비중은 기준 물질과 비교되는 밀도의 비라는 점으로 다른 것이다. 따라서, 물질이 물에 뜨거나 가라앉는다는 것은 비중으로 판단하는 것이 좀더 용이하다. 비중이 1보다 큰 물질은 물 아래로 가라앉고, 비중이 1보다 작은 물질은 물에 뜬다.

각종 물질들의 대략적인 비중은 다음과 같다. 단, 순도, 구성물질, 온도, 압력 조건에 따라 달라질 수 있다.

물질비중

나무	0.2
코르크	0.24
리튬	0.53
가솔린	0.705
에탄올	0.785
얼음	0.92
고무	0.93
바닷물	1.03
벽돌	1.6
마그네슘	1.74
황산	1.834
베릴륨	1.85
사암	1.90
콘크리트	2.4
수정	2.65
알루미늄	2.70
유리	2.45
티타늄	4.6
크롬	7.1
아연	7.13
철	7.86
구리	8.93
은	10.5
납	11.35
수은	13.56
금	19.3
백금	21.4