"비중"은 얼굴에 다소 오해의 소지가있는 용어입니다. 중력과는 거의 관련이 없으며, 이는 다양한 물리 문제 및 응용 분야에서 없어서는 안될 개념입니다. 대신 주어진 부피 내에서 특정 물질의 물질 (질량)의 양과 관련이 있습니다. 인류에게 알려진 가장 중요하고 유비쿼터스 물질의 기준에 어긋납니다. 물.
비중은 지구 중력의 값을 명시 적으로 사용하지 않지만 (종종 힘이라고하지만 실제로는 물리학의 가속도 – 정확히 말하면 행성 표면에서 초당 9.8 미터) 중력은 간접적 인 고려 사항입니다. "무거운"것들은 "더 가벼운"것보다 더 높은 비중 값을 갖습니다. 하지만 "무거움"과 "가벼움"과 같은 단어는 형식적인 감각? 글쎄, 그것이 물리학의 목적입니다.
밀도: 정의
첫째, 비중은 밀도와 매우 밀접한 관련이 있으며 용어는 종종 같은 의미로 사용됩니다. 과학 세계의 많은 개념과 마찬가지로 이것은 일반적으로 허용되지만 의미와 양의 작은 변화가 물리적 세계에 미칠 수있는 영향은 무시할 수 없습니다. 차.
밀도는 단순히 질량을 부피로 나눈 값입니다. 무언가의 질량에 대한 값이 주어지고 그것이 차지하는 공간의 양을 알고 있다면 즉시 밀도를 계산할 수 있습니다. (여기에서도 엉뚱한 문제가 발생할 수 있습니다. 이 계산은 재료가 질량과 부피 전체에 걸쳐 균일 한 조성을 가지며 따라서 밀도가 균일하다고 가정합니다. 그렇지 않으면 계산하는 모든 것은 평균 밀도이며, 당면한 문제의 요구 사항에 적합 할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.)
물론, 계산을 마쳤을 때 의미있는 숫자를 갖는 것이 도움이됩니다. 일반적으로 사용되는 숫자입니다. 그래서 만약 당신이 온스 단위의 질량과 마이크로 리터 단위의 부피를 가지고 있다면, 예를 들어 밀도를 얻기 위해 부피로 질량을 나누면 마이크로 리터당 온스의 매우 어색한 단위가 남습니다. 대신 g / ml 또는 밀리 리터당 그램 (g / cm2와 동일한)과 같은 일반적인 단위 중 하나를 목표로합니다.3또는 입방 센티미터 당 그램). 원래 정의에 따르면 1ml의 순수한 물은 1g에 매우 가까운 질량을 가지고있어 물의 밀도는 거의 항상 일상적인 목적을 위해 "정확히"1로 반올림됩니다. 이것은 g / ml을 특히 편리한 단위로 만들고 비중에서 작용합니다.
밀도에 영향을 미치는 요인
물질의 밀도는 거의 일정하지 않습니다. 이는 고체보다 온도 변화에 더 민감한 액체 및 기체 (즉, 유체)의 경우 특히 그렇습니다. 액체와 기체는 또한 고체가 할 수없는 방식으로 부피 변화없이 추가 질량을 수용합니다.
예를 들어 물은 섭씨 0도에서 100도 사이의 액체 상태로 존재합니다. 이 범위의 하단에서 상단으로 따뜻해 짐에 따라 확장됩니다. 즉, 같은 양의 질량은 온도가 상승함에 따라 점점 더 많은 부피를 소비합니다. 결과적으로 물은 온도가 상승함에 따라 밀도가 낮아집니다.
액체가 밀도 변화를 겪는 또 다른 방법은 용질이라고하는 액체에 용해되는 입자를 추가하는 것입니다. 예를 들어 담수에는 소금 (염화나트륨)이 거의 포함되어 있지 않지만 해수에는 소금이 많이 포함되어있는 것으로 유명합니다. 물에 소금을 넣으면 질량은 증가하지만 부피는 증가하지 않습니다. 이것은 바닷물이 담수보다 밀도가 높고 특히 염분 (염분 함량)이 높은 해수는 주요 담수의 입 근처와 같이 상대적으로 소금이 적은 일반적인 해수 또는 해수보다 밀도가 높습니다. 강.
이러한 차이의 의미는 밀도가 낮은 재료가 더 낮은 양의 하향 압력을 가하기 때문입니다. 밀도가 높은 물질보다 물은 온도, 염도 또는 일부의 차이에 따라 종종 층을 형성합니다. 콤비네이션. 예를 들어, 이미 수면 가까이에있는 물은 깊은 물보다 태양에 의해 더 가열 될 것입니다. 지표수의 밀도를 낮춰서 수층 위에 유지 될 가능성이 더 높습니다. 아래서.
비중: 정의
비중 단위는 아니 단위 부피당 질량 인 밀도와 동일합니다. 이것은 비중 공식이 약간 다르기 때문입니다. 연구중인 재료의 밀도를 물의 밀도로 나눈 값입니다. 보다 공식적으로 비중 방정식은 다음과 같습니다.
(재료의 질량 ÷ 재료의 부피) ÷ (물의 질량 ÷ 물의 양)
동일한 용기를 사용하여 물의 부피와 물질의 부피를 모두 측정하면 부피는 동일하게 취급하고 위의 방정식에서 인수 분해하여 비중에 대한 공식을 남길 수 있습니다. 같이:
(재료의 질량 ÷ 물의 질량)
밀도로 나눈 밀도와 질량으로 나눈 질량은 모두 단위가 없기 때문에 비중도 단위가 없습니다. 단순히 숫자입니다.
고정 된 물이 담긴 용기에 담긴 물의 질량은 물의 온도에 따라 변하며, 대부분의 경우 한 시간 동안 방치하면 실내 온도에 가깝습니다. 물이 팽창함에 따라 물의 밀도는 온도에 따라 떨어집니다. 구체적으로, 10 ° C의 물의 밀도는 0.9997g / ml이고, 20 ° C의 물의 밀도는 0.9982g / ml입니다. 30 ° C의 물의 밀도는 0.9956g / ml입니다. 이러한 1 / 10 %의 차이는 표면적으로는 사소한 것처럼 보일 수 있지만 매우 정밀하게 물질의 밀도를 결정합니다. 중량.
관련 단위 및 용어
다음으로 표시되는 특정 부피 V (작은 "v"이며 속도와 혼동하지 마십시오. 문맥은 여기서 도움이되어야 함), 가스에 적용되는 용어이며 질량 또는 V / m로 나눈 가스의 부피입니다. 이것은 가스 밀도의 역수 일뿐입니다. 여기서 단위는 일반적으로 m입니다.3ml / g가 아닌 / kg, 후자는 가장 일반적인 밀도 단위에서 예상 할 수있는 것입니다. 왜 그럴까요? 글쎄요, 가스의 본질을 고려하십시오: 그들은 매우 확산되어 있고, 많은 양을 다룰 수 없다면 상당한 질량을 수집하는 것이 쉽지 않습니다.
또한 부력의 개념은 밀도와 관련이 있습니다. 이전 섹션에서 밀도가 높은 물체는 밀도가 낮은 물체보다 아래쪽으로 더 많은 압력을 가하는 것으로 나타났습니다. 보다 일반적으로 이것은 물속에 놓인 물체가 밀도가 물보다 크면 가라 앉지 만 밀도가 물보다 작 으면 떠 다니는 것을 의미합니다. 여기에서 읽은 내용만으로 얼음 조각의 동작을 어떻게 설명 하시겠습니까?
어쨌든 부력은 물체가 가라 앉도록 만드는 중력에 대항하는 유체에 잠긴 물체에 대한 유체의 힘입니다. 유체가 밀도가 높을수록 주어진 물체에 가해지는 부력이 더 커지며, 그 물체의 침몰 가능성이 낮아집니다.