밀도, 단위중량 및 비중

개요

밀도($\rho$)는 단위 부피당 질량이며 물질을 특성화하는 데 사용되는 기본 물리적 특성입니다. 주어진 온도와 압력에서 순수 물질의 밀도는 일정하므로 식별 및 공학 계산에 유용합니다.

비중(SG)은 상대 밀도라고도 하며, 기준 온도에서 물의 밀도에 대한 물질 밀도의 무차원 비율입니다 — 일반적으로 물이 1000 kg/m³의 최대 밀도에 도달하는 4 °C에서.

비중량($\gamma$)은 단위 부피당 중력 무게로, 밀도를 국부 중력 가속도와 연결합니다.

주요 공식

밀도

$\rho = \frac{m}{V}$

질량을 부피로 나눈 값. SI 단위는 kg/m³, 야드파운드법 단위는 slugs/ft³입니다(실제로는 lbm/ft³가 일반적).

비중

$SG = \frac{\rho_{\text{substance}}}{\rho_{\text{H}_2\text{O}}}$

SG는 무차원이므로 SI와 야드파운드법 시스템에서 값이 동일합니다. 고체와 액체의 기준은 물이고, 기체의 기준은 일반적으로 NTP(20 °C, 1 atm)의 건조 공기이며, 여기서 $\rho_{\text{air}} \approx 1.204\;\text{kg/m}^3$입니다.

비중량

$\gamma = \rho \cdot g$

여기서 $g$ = 9.807 m/s²(SI) 또는 32.174 ft/s²(야드파운드법)입니다.

비체적

비체적은 밀도의 역수입니다:

$\nu = \frac{1}{\rho}$

SI 단위는 m³/kg입니다. 야드파운드법 공학 단위에서는 밀도가 slugs/ft³일 때 ft³/slug로 표현될 수 있습니다.

변수

단위 변환

• 1 슬러그 = 32.174 lbm = 14.594 kg
• 1 kg = 2.2046 lbm = 6.852 × 10⁻² 슬러그
• 4 °C의 물: 1000 kg/m³ = 1.940 slugs/ft³ = 62.4 lb/ft³

일반적인 물질의 비중

일반적인 재료의 비중량

복원된 원본 소스 표

다음 표는 완전한 참조 데이터를 보존하기 위해 원본 소스 페이지에서 복원되었습니다.

일반적인 물질의 비중

일반적인 재료의 비중량

공학 참고 사항

• 질량과 무게: 밀도는 질량(kg, slug)을 사용하고 비중량은 힘(N, lbf)을 사용합니다. 파운드 질량(lbm)과 파운드 힘(lbf)을 혼동하는 것은 야드파운드법 계산에서 일반적인 오류 원인입니다.
• 온도 의존성: 밀도는 온도에 따라 변합니다. 물은 4 °C에서 최대 밀도에 도달하는 예외입니다. SG 또는 밀도를 보고할 때 항상 기준 온도를 명시하세요.
• 압력 의존성: 액체와 고체의 경우 영향이 작습니다. 기체의 경우 밀도는 압력에 크게 의존합니다 — 필요에 따라 이상 기체 법칙($\rho = p / (R\,T)$) 또는 실제 기체 모델을 사용하세요.
• 액체의 SG: SG 값이 g/mL(또는 Mg/m³)의 밀도와 같기 때문에 단위 변환 없이 밀도를 빠르게 추정하는 방법을 제공합니다.
• 복합재 및 합금: 표로 작성된 SG 값은 순수 재료용입니다. 합금, 폴리머, 복합재는 조성과 가공에 따라 다릅니다.

참고 자료

• Engineering ToolBox — 밀도, 비중량 및 비중