밀도(Density)과 비중(Specific Gravity)의 차이

1. 밀도 (Density)

 

밀도는 단위부피 당 질량을 의미한다.

 

한 물질에 대하여 전체 질량을 전체 부피로 나누어 계산할 수 있다.

 

' 물체의 밀도(p) = 물체의 전체 질량(m) / 물체의 전체 부피(V) '

 

 

*단위는 g/cm³ (또는 g/mL) 로 표기한다. 

 

한 물질에 대해 부피가 일정하다고 가정하면, 밀도가 클수록 그 물체의 질량은 크다.

 

압력과 온도에 따라 부피가 변하여 밀도가 달라질 수 있기에,

압력과 온도를 함께 표기하는 경우도 있다.

 

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* (참고) 단위 비교

cm3 / mL / cc 에 대해 비교해보자.

 

1) cm3

공학 또는 과학에서 사용되는 단위이다.

cm3는 세제곱센치미터 또는 입방센치미터로 표현되며,

1L=1000cm3로 정의된다.

 

2) mL

화학 또는 요리 분야에서 사용된다.

mL에서 m(밀리)은 1/1000을 나타내는 값이므로, 1mL = 1/1000 L를 의미한다.

 

3) cc (cubic centimeter)

cm3의 영어적 표기 방법이다.

주로, 엔진 등 용량 또는 의학에서 자주 접할 수 있다.

1cc는 1ml와 동일하다. 1 cc = 1 mL

 

즉, 1cm3 = 1mL = 1cc 로 표현할 수 있다.

이들은 단위가 동일한 값이지만, 측정물질/분야 등에 따라 다른 단위로써 표현될 수 있다.

 

 

추가로 고분자의 관점에서 밀도를 바라보자.

 

어떠한 동일 물질에 대하여 분자량이 증가함에 따라 밀도는 어떻게 변할까?

 

아래의 수식을 참고하자.

 

위에 언급했듯이, 밀도 = 질량/부피이고, d(density)로 표현하였다.

 

d = density of a chemical

m = mass of a chemical

V = Volume of a chemical

 

 

화학질량은 아래와 같이 '몰수 x 분자량'으로 변환할 수 있다.

 

d = density of a chemical

m = mass of a chemical

V = Volume of a chemical

n = number of moles of a chemical

MW = Molecular weight of a chemical

 

 

밀도는 어떠한 화학물질에 대한 몰수와 분자량을 곱하고 부피로 나누면 밀도를 얻을 수 있다.

 

분자량이 증가하면 밀도가 증가하게 된다.

 

다만, 무작정 어떠한 물질을 과하게 분자량을 키운다고 밀도가 올라가는 것이 아님을 주의하자

 

초기에는 분자량(molecular weight)이 커질수록 사슬 간 얽힘은 더 커지게되어, 이로 인해 분자 간 잡아당기는 힘도 커져서 사슬들이 조밀한 배열을 가져 밀도가 증가할 수 있다.

 

하지만, 어떠한 임계점부터 입체구조적 형상에 분자량 증가에 비해 체적(V)이 크게 증가하여, 오히려 밀도가 감소할 수 있다.

 

아래의 예시를 살펴보자.

 

 

즉, 물질은 분자량 증가에 따라 체적도 증가한다는 점과, 사슬이 어떠한 배열로 형성되는 구조인지도 함께 고려해야한다.

 

 

 

2. 비중 (Specific Gravity)

 

비중이란 기준으로 정한 표준물질의 밀도에 대해 상대적으로 얼마의 밀도를 갖는지 대한 '상대밀도' 이다.

 

즉, 어떤 물질의 밀도 ρ와 표준 물질의 밀도ρs와의 비이다.

 

밀도에 중력가속도 g를 곱한 것은 단위중량 γ이다.

 

따라서, 비중은 어떤 물질의 질량과 같은 체적의 표준물질의 질량에 대한 단위중량비를 의미할 수 있다.

 

출저 : 위키백과

 

 

표준물질은 일반적으로 고체 및 액체의 경우 4℃ 물을 사용하며(밀도 ≒ 1 g/cm³),

기체의 경우 0℃, 1기압의 공기를 사용한다.

 

' 비중 = 물질의 밀도 / 4℃ 물의 밀도 '

 

즉, 비중이란 물질의 밀도를 물의 밀도로 나누어준 값이다. (밀도 간의 비이므로 단위가 없다)

 

비중이 1보다 큰 물질은 물 아래로 가라앉고, 비중이 1보다 작은 물질은 물에 뜬다.

 

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