안녕하세요 오늘은 냉동공학과 건축설비에서 많이 사용되는 개념인 밀도, 비체적, 비중량, 비중에 대해 알아보려고 합니다. 사실 이 4 가지의 개념은 살아오면서 한 번쯤은 들어봤지만 정확한 개념을 헷갈리거나 혼동이 오는 경우가 많습니다. 따라서 이번 포스팅을 통해 다시 개념을 정리해 보도록 하겠습니다.
1. 밀도 (Density)
밀도란 단위 부피당 질량을 뜻한다. 물질마다 고유한 값을 가지며 "ρ" (rho 로) 또는 "d" (density)로 나타낸다. 국제 표준단위는 kg/㎥이며 아래 수식으로 설명할 수 있다.
- ρ, d : 밀도 [kg/㎥]
- m : 질량 [kg]
- V : 부피 [㎥]
위 수식을 밀도를 국제표준 단위인 [kg/㎥]으로 나타낸 것이지만 여러 가지 단위 환산을 하면 아래와 같다.
2. 비체적 (Specific Volume)
비체적이란 단위 질량당 부피를 뜻한다. 쉽게 말해서 밀도의 역수를 의미한다. 수식을 보면 다음과 같다.
- v : 비체적 [㎥/kg]
- V : 부피 [㎥]
- m : 질량 [kg]
3. 비중량 (Specific Weight)
비중량은 단위 부피당 중량을 뜻한다. 비중량의 기호는 "γ" (감마)이며 위 밀도와 비교하면 밀도는 질량을 부피로 나눈 것이었지만 비중량은 중량을 부피로 나눈 것이다. 수식을 보면 다음과 같다.
- γ : 비중량[N/㎥, kgf/㎥]
- V : 부피 [㎥]
- m : 질량 [kg]
- g : 중력가속도 [m/s^2]
중량은 질량(m)과 가속도(g)를 곱한 개념이므로 힘의 단위인 (N) 나오기 때문에 중량의 단위는 [N/㎥]이 되는 것이다. 그리고 비중량은 아래 수식과 같이 밀도로 표시할 수 있다.
4. 비중 (Specific Gravity)
비중은 동일한 체적에서 어떤 물질의 질량과 4℃ 표준기압 상 순수(水)의 물질 질량의 비를 나타낸 것이다. 흔히들 비중은 단위가 없는 무차원량이라고 하는데 그 이유는 바로 순수의 동일 체적의 질량인 밀도[kg/㎥]를 어떤 물질의 밀도[kg/㎥]로 나눈 것이기 때문에 단위가 없어지기 때문이다. 아래 수식을 보고 확인 할 수 있다.
- S : 비중
- ρ : 어떤 물질의 밀도 [kg/㎥]
- ρw : 4℃, 표준기압의 순수(水)의 밀도 1,000[kg/㎥]
대게 물의 비중은 1이라고 한다. 그 이유는 당연히도 물의 밀도를 같은 값인 물의 밀도로 나누기 때문에 통상적으로 물의 비중이 1인 것이 성립이 되는 것이다. 이렇게 여러 물질은 아래 표와 같이 고유의 비중값을 가지게 된다.
| 물질 | 비중 |
| 에탄올 | 0.78 |
| 물 | 1 |
| 알루미늄 | 2 |
| 철 | 7.87 |
| 구리 | 8.96 |
| 납 | 11.35 |
| 수은 | 13.56 |
| 금 | 19.3 |
오늘은 이렇게 밀도, 비체적, 비중량, 비중에 대해 알아보았습니다. 공부하면서 많이 접하는 용어들이지만 오랜만에 보게 되면 헷갈릴 수 있습니다. 오늘 기회로 다시 복습하여 기억하시는데 도움이 되었으면 좋겠습니다. 다음 시간에는 열효율 및 성적계수에 대해 알아보겠습니다.
오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
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