상대밀도

비중
비중
공통기호	SG
SI단위	유니트리스
에서 파생됨; 기타 수량

상대밀도는 어떤 ^[1]^[2]물질의 밀도(단위 부피의 질량)와 주어진 기준 물질의 밀도의 비율로 정의되는 무차원량입니다.액체의 비중은 거의 항상 밀도가 가장 높은 물(4°C 또는 39.2°F)에 대해 측정됩니다. 가스의 경우 상온(20°C 또는 68°F)의 공기가 기준입니다."상대 밀도"(종종 r.d. 또는 RD로 축약됨)라는 용어는 과학적 사용에서 선호되는 반면, "비중"이라는 용어는 ^{[citation needed]}사용되지 않습니다.

물질의 상대 밀도가 1보다 작으면 기준보다 밀도가 낮고, 1보다 크면 기준보다 밀도가 높습니다.상대 밀도가 정확히 1이면 밀도는 같습니다. 즉, 두 물질의 동일한 부피는 동일한 질량을 갖습니다.기준 물질이 물일 경우 상대 밀도(또는 비중)가 1 미만인 물질이 물에 떠다닙니다.예를 들어, 상대 밀도가 약 0.91인 얼음 정육면체가 뜰 것입니다.상대밀도가 1보다 큰 물질은 가라앉습니다.

검체와 기준 모두에 대해 온도와 압력을 지정해야 합니다.압력은 거의 항상 1atm(101.325kPa)입니다.그렇지 않은 경우에는 밀도를 직접 지정하는 것이 일반적입니다.샘플과 참조의 온도는 산업별로 다릅니다.영국 양조 실무에서는 위에 명시된 비중에 1000을 ^[3]곱합니다.비중은 일반적으로 산업에서 소금물, 머스트 웨이트(시럽, 주스, 꿀, 양조자, 머스트 등) 및 산과 같은 다양한 재료의 용액 농도에 대한 정보를 얻는 단순한 수단으로 사용됩니다.

기본계산

상대 밀도( $RD$ ${\displaystyle$ RD $RD$ 또는 비중( $SG$ {\ $displaystyle$ SG $SG$ 은 밀도 또는 가중치의 비율이므로 무차원 수량입니다.

{\mathit {RD}}={\frac {\rho _{\mathrm {reference}}}}{\rho _{\mathrm {reference}}}}

RD

서

RD

{\

displaystyle

RD}는 상대 밀도이고, ρ

\rho _{\mathrm {substance} }

{\displaystyle

\rho _{\mathrm {reference} }

\

rho

_

{\mathrm {substance}}}

는 측정 중인 물질의 밀도이고, ρ

\rho _{\mathrm {reference} }

{\

displaystyle

\

rho _{\mathrm

{reference

}}

는 기준의 밀도입니다.(규약 ρ

{\displaystyle \rho

그리스 문자 rho는 밀도를 나타냅니다.)

참조 물질은 "기준에 대한 물질의 상대적 밀도"를 의미하는 첨자: $RD_{\mathrm {substance/reference} }$ $RD_{\mathrm {substance/reference} }$ / $RD_{\mathrm {substance/reference} }$ ${\$ RD_ ${\mathrm {substance/reference}}$ 를 $RD_{\mathrm {substance/reference} }$ 사용하여 나타낼 수 있습니다.기준이 명시적으로 언급되지 않은 경우에는 일반적으로 4°C(또는 더 정확하게는 물의 최대 밀도에 도달하는 온도인 3.98°C)의 물로 가정합니다.SI 단위에서 물의 밀도는 (대략) 1000 kg/m³ 또는 1 g/cm이므로³ 상대 밀도 계산이 특히 편리합니다. 물체의 밀도는 단위에 따라 1000 또는 1로 나누기만 하면 됩니다.

기체의 상대적 밀도는 종종 20°C의 온도와 1³.205 kg/m의 밀도를 갖는 101.325 kPa 절대 압력에서 건조 공기에 대해 측정됩니다.공기에 대한 상대 밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

{\mathit {RD}}={\frac {\rho _{\mathrm {gas}}}}}\frac {M_{\mathrm {gas}}}}, {M_{\mathrm {air}}},

M

서 M

{\displaystyle

M

}

은

M

몰 질량이고 거의 동일한 부호를 사용하는데, 이는 주어진 온도와 압력에서 기체의 1 몰과 공기의 1 몰이 동일한 부피를 차지하는 경우에만 동등함이 관련되기 때문입니다. 즉, 둘 다 이상적인 기체입니다.이상적인 행동은 보통 매우 낮은 압력에서만 나타납니다.예를 들어, 이상 기체 1몰은 0°C와 1기압에서 22.414L를 차지하는 반면, 이산화탄소는 같은 조건에서 22.259L의 몰 부피를 갖습니다.

SG가 1보다 큰 것은 물보다 밀도가 높고 표면 장력 효과를 무시하고 물 속으로 가라앉습니다.SG가 1보다 작은 것은 물보다 밀도가 낮아서 물 위에 떠다닙니다.과학 연구에서, 질량 대 부피의 관계는 연구 대상 물질의 밀도(단위 부피당 질량)로 직접 표현됩니다.비중이 큰 산업에서는 종종 역사적인 이유로 광범위한 응용이 가능합니다.

액체의 진정한 비중은 수학적으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

SG_{\mathrm {true}}={\frac {\rho _{\mathrm {sample}}}}{\rho _{\mathrm {H_{2}O}}}

여기서 ρ

\rho _{\mathrm {sample} }

{\displaystyle \rho

_

{\mathrm {sample}}}

는 샘플의 밀도이고 ρ

\rho _{\mathrm {H_{2}O} }

\rho _{\mathrm {H_{2}O} }

{\

displaystyle \rho

_

{\mathrm {H_{2}O}}

는 물의 밀도입니다.

겉보기 비중은 단순히 공기 중에 있는 샘플과 물의 부피가 같은 무게의 비율입니다.

SG_{\mathrm {sample}} = {\frac {W_{\mathrm {A}, {\text{sample}}}} {W_{\mathrm {A},\mathrm {H_{2}O}}},

W_{A,{\text{sample}}}

서

W_{A,{\text{sample}}}

W_{A,{\text{sample}}}

{\

는

W_{A,{\text{sample}}}

공기에서

{W_{\mathrm {A} ,\mathrm {H_{2}O} }}

된 샘플의 무게와

{W_{\mathrm {A} ,\mathrm {H_{2}O} }}

,

{W_{\mathrm {A} ,\mathrm {H_{2}O} }}

{\

displaystyle {W_{\mathrm {A},\mathrm {H_{2}O}}

는 공기에서

{W_{\mathrm {A} ,\mathrm {H_{2}O} }}

측정된 동일한 부피의 물의 무게를 나타냅니다.

실제 비중은 다양한 특성에서 계산할 수 있음을 알 수 있습니다.

SG_{\mathrm {true}}={\frac {\rho _{\mathrm {sample}}}}{\rho _{\mathrm {H_{2}O}}}={\frac {m_{\mathrm {sample}}}}{V}}{\frac {m_{\mathrm {H_{2}O}}}}={\frac {m_{\mathrm {sample}}}}{m_{\mathrm {H_{2}O}}}}{\frac {g}}}={\frac {W_{\mathrm {V},{\text{sample}}}}}{{{W_{\mathrm {V}},{\text}}}}.W_{\mathrm {V},\mathrm {H_{2}O}}},

여기서 g는 중력에 의한 국소 가속도, V는 시료와 물의 부피, δ는 시료의 밀도_sample, δ는_H₂O 물의 밀도, W는_V 진공에서 얻은 무게, ${\mathit {m}}_{\mathrm {sample} }$ ${\mathit {m}}_{\mathrm {sample} }$ ${\$ {\ $mathit {m}}_{\mathrm {sample}}}$ 은 ${\mathit {m}}_{\mathrm {sample} }$ 샘플의 ${\mathit {m}}_{\mathrm {H_{2}O} }$ 이고 ${\mathit {m}}_{\mathrm {H_{2}O} }$ ${\mathit {m}}_{\mathrm {H_{2}O} }$ {\ $displaystyle$ {\ $mathit {m}_{\mathrm {H_{2}O}}$ 은 ${\mathit {m}}_{\mathrm {H_{2}O} }$ 동일한 부피의 물의 ${\mathit {m}}_{\mathrm {sample} }$ 입니다.

물의 밀도는 시료의 밀도와 마찬가지로 온도와 압력에 따라 달라집니다.따라서 밀도나 가중치가 결정되는 온도와 압력을 지정할 필요가 있습니다.측정은 거의 항상 공칭 대기 1개(변화하는 날씨 패턴에 따른 101.325kPa ± 변동)에서 수행됩니다.그러나 비중이 일반적으로 고도로 비압축성인 수용액 또는 기타 비압축성 물질(석유 제품 등)을 가리키기 때문에 압력에 의한 밀도의 변화는 적어도 겉보기 비중이 측정되는 곳에서는 보통 무시됩니다.실제(진공에서) 비중 계산을 위해서는 공기 압력을 고려해야 합니다(아래 참조).온도는 (T/T_r) 표기법에_s 의해 지정되며, T는_s 시료의 밀도가 결정된 온도를 나타내고_r T는 기준(물) 밀도가 지정된 온도를 나타냅니다.예를 들어, SG(20 °C/4 °C)는 샘플의 밀도가 20 °C에서 결정되고 물이 4 °C에서 결정된다는 것을 의미합니다.다양한 샘플 및 기준 온도를 고려할 때, SG = 1.000000(20°C/20°C)인 반면, SG =인 경우도 있습니다.0.9982008⁄0.9999720 = 0.9982288(20°C/4°C).여기서는 현재 ITS-90 스케일을 사용하여 온도를 지정하고 있으며 여기와 이 기사의 나머지 부분에서 사용된 밀도는 해당 스케일을 기준으로 합니다.이전 IPTS-68 척도에서 20°C 및 4°C에서의 밀도는 각각 0.9982041 및 0.999720이며, 결과적으로 물에 대한 SG(20°C/4°C) 값이 0.998232입니다.

산업에서 비중 측정의 주된 용도는 수용액에 포함된 물질의 농도를 측정하는 것이며, 이는 SG 대 농도 표에서 볼 수 있기 때문에 분석가가 정확한 비중 형태를 가지고 표에 들어가는 것이 매우 중요합니다.예를 들어, 양조 산업에서 플라톤 표는 실제 SG에 대한 수크로스 농도를 중량 기준으로 나열하며, 원래는 (20 °C/4 ^[6]°C) 실험실 온도(20 °C)에서 만들어진 수크로스 용액의 밀도 측정에 기초했지만 물이 가지고 있는 온도에 매우 가까운 4 °C의 물의 밀도를 참조했습니다.최대 밀도는 ρ, SI 단위로 999.972 kg/m와 같습니다(0.99972 g/cm 단위 또는 62.43 lb/cft).오늘날 북미에서 (20°C/20°C)에서의 겉보기 비중 측정을 위해 사용되는 ASBC^[7] 표는 플라톤 등을 사용하여 원래의 플라톤 표에서 도출된 것입니다.SG에 대한 의 값(20°C/4°C) = 0.9982343.설탕, 청량음료, 꿀, 과일주스 및 관련 산업에서 수크로스 농도는 A가 준비한 테이블에서 추출합니다. SG(17.5°C/17.5°C)를 사용하는 브릭스.마지막 예로, 영국 SG 단위는 기준 및 샘플 온도 60°F를 기준으로 하며 따라서 (15.56°C/15.56°C)입니다.

물질의 비중을 고려할 때, 실제 밀도는 위의 공식을 재정렬하여 계산할 수 있습니다.

\rho _{\mathrm {times}} = DISP\times \rho _{\mathrm {H_{2}O}}

때로는 물 이외의 기준 물질(예: 공기)이 지정되는 경우가 있으며, 이 경우 비중은 해당 기준에 대한 밀도를 의미합니다.

온도 의존성

다양한 온도에서 측정된 물의 밀도 표는 밀도를 참조하십시오.

물질의 밀도는 온도와 압력에 따라 달라지므로 밀도나 질량이 결정되는 온도와 압력을 지정할 필요가 있습니다.측정은 거의 항상 명목상 1기압(101)에서 수행됩니다.325 kPa는 변화하는 날씨 패턴에 의해 야기되는 변동을 무시합니다). 그러나 상대 밀도는 보통 고도로 비압축성 수용액 또는 기타 비압축성 물질(석유 제품 등)을 의미하므로 압력에 의해 야기되는 밀도의 변동은 적어도 겉보기 상대 밀도가 측정되는 곳에서는 보통 무시됩니다.실제(진공 중) 상대 밀도 계산을 위해서는 공기압을 고려해야 합니다(아래 참조).온도는 (T/T_r) 표기로_s_s 지정되며, T는 시료의 밀도가 결정된 온도를 나타내고_r T는 기준(물) 밀도가 지정된 온도를 나타냅니다.예를 들어, SG(20 °C/4 °C)는 샘플의 밀도가 20 °C에서 결정되고 물이 4 °C에서 결정된다는 것을 의미합니다.다양한 샘플 및 기준 온도를 고려할 때 SG = 1.000000(20°C/20°C)인 반면 RD =인 경우에도 해당됩니다.0.9982008/0.9999720 = 0.9982288 (20°C/4°C).여기서는 현재 ITS-90 스케일을 사용하여 온도를 지정하고 있으며 여기와 이 기사의 나머지 부분에서 사용된 밀도는^[4] 해당 스케일을 기준으로 합니다.이전 IPTS-68 스케일에서 20°C 및 4°C에서의 밀도는^[5] 각각 0.9982041 및 0.999720으로 물에 대한 RD(20°C/4°C) 값이 0.99823205입니다.

두 물질의 온도는 밀도 기호에 명시적으로 표시될 수 있습니다. 예를 들어:

상대밀도: 8.15^{20 °C}
_{4 °C} 또는 비중: 2.432¹⁵
₀

여기서 위첨자는 물질의 밀도를 측정하는 온도를 나타내고 아래첨자는 물질이 비교되는 기준 물질의 온도를 나타냅니다.

사용하다

상대밀도는 유체나 기체에 있는 물질의 부력을 정량화하거나 다른 물질의 알려진 밀도로부터 미지의 물질의 밀도를 결정하는 데 도움이 될 수도 있습니다.상대밀도는 지질학자와 광물학자들이 암석이나 다른 표본의 광물성분을 결정하는 데 도움을 주기 위해 자주 사용됩니다.보석학자들은 원석의 감별에 도움을 주기 위해 그것을 사용합니다.현장에서 측정을 수행하기 쉽기 때문에 물을 기준으로 선호합니다(측정 방법의 예는 아래 참조).

산업에서 상대 밀도 측정의 주된 용도는 수용액에 포함된 물질의 농도를 측정하는 것이며 RD 대 농도 표에서 볼 수 있기 때문에 분석가가 정확한 형태의 상대 밀도를 가지고 표에 들어가는 것이 매우 중요합니다.예를 들어, 양조 산업에서, 실제 RD에 대한 수크로스 농도를 질량에 따라 나열하는 플라톤 표는 원래 실험실 온도(20°C)에서 만들어진 수크로스 용액의 밀도 측정에 기초한 (20°C/4°C)^[8]였지만, 물의 온도에 매우 가까운 4°C의 물의 밀도를 참조했습니다.는 최대 밀도 λ(HO
₂)가 0³.99972 g/cm⁻³ (또는 62.43 lb·ft)와 같습니다.오늘날 북아메리카에서 사용되고 있는 ASBC^[9] 표는 원래 플라톤 표에서 유래된 것이지만, 물의 밀도가 0.9982071 g³/cm인 IPTS-68 척도의 (20°C/20°C)에서의 명백한 상대 밀도 측정을 위한 것입니다.설탕, 청량 음료, 꿀, 과일 주스 및 관련 산업에서 질량에 따른 자당 농도는 SG(17.5 °C/17.5 °C)를 사용하는 본 연구에서^[3] 추출합니다.마지막 예로, 영국 RD 단위는 기준 및 샘플 온도 60°F를 기준으로 하며 따라서 (15.56°C/15.56°C)^[3]입니다.

측정.

상대 밀도는 시료의 밀도를 측정하고 기준 물질의 (알려진) 밀도로 나누어 직접 계산할 수 있습니다.샘플의 밀도는 단순히 질량을 부피로 나눈 값입니다.질량은 측정하기 쉽지만 불규칙한 모양의 시료의 부피는 확인하기가 더 어려울 수 있습니다.한 가지 방법은 샘플을 물이 채워진 눈금이 있는 실린더에 넣고 물의 양을 읽어내는 것입니다.또는 용기를 가장자리까지 채우고 샘플을 담갔으며 오버플로우의 부피를 측정할 수도 있습니다.물의 표면 장력은 상당한 양의 물이 넘치지 않도록 할 수 있는데, 이는 특히 작은 표본의 경우 문제가 됩니다.이러한 이유로 가능한 작은 입으로 물통을 사용하는 것이 바람직합니다.

각각의 물질에 대하여, 밀도, λ는 다음과 같이 주어집니다.

\rho = {\text{Mass}} {\text{Volume}} = {\frac {\text{Devolation}}\text{Spring Constant}}{{\text{Gravity}}}{{\text{Displacement}}{{\mathrm {WaterLine}}\text{Area}}{{\text{Mathrm {Cylinder}}}}}: {\text{Area}}

이러한 밀도가 분할될 때 스프링 상수, 중력 및 단면적에 대한 참조는 단순히 취소되고 남습니다.

{\displaystyle RD={\frac {\rho _{\mathrm {object}}}}{\rho _{\mathrm {ref}}}}={\frac {\text {Devolation}}_{\mathrm {Obj.} }}{{\text{Displacement}}_{\mathrm{Obj.} }}}{\frac {{\text{Deflection}}_{\mathrm {Ref.} }}{{\text{Displacement}}_{\mathrm {Ref.} }}}={\frac {\frac {3\ \mathrm {in}}{20\ \mathrm {mm}}}}{\frac {5\ \mathrm {in}}{34\ \mathrm {mm}}}={\frac {3\ \mathrm {in} \times 34\ \mathrm {mm}}{5\ \mathrm {in} \times 20\ \mathrm {mm}}}}=1.02}.

유체정역학

상대 밀도는 부피를 측정하지 않고도 더 쉽고 더 정확하게 측정할 수 있습니다.스프링 눈금을 사용하여 표본의 무게를 공기에서 먼저 측정한 다음 물에서 측정합니다.물에 대한 상대 밀도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

RD={\frac {W_{\mathrm {air}}}}:{W_{\mathrm {air}}},

어디에

W는_air 공기 중 샘플의 무게입니다(뉴턴, 파운드 힘 또는 기타 힘 단위로 측정됨).
W는_water 물에 있는 표본의 무게입니다(같은 단위로 측정됨).

이 기법은 표본이 떠다니기 때문에 1보다 작은 상대 밀도를 측정하는 데 쉽게 사용될 수 없습니다.W는_water 음의 양이 되어 샘플을 수중에 유지하는 데 필요한 힘을 나타냅니다.

또 다른 실용적인 방법은 세 가지 측정값을 사용합니다.샘플의 무게가 건조합니다.그리고 물이 가득 찬 용기에 무게를 재고, 교체된 물이 넘쳐서 제거된 후에 샘플을 담근 상태에서 다시 무게를 잰다.처음 두 측정값의 합에서 마지막 측정값을 빼면 변위된 물의 무게가 나옵니다.상대 밀도 결과는 건조 표본 무게를 변위된 물의 무게로 나눈 값입니다.이 방법을 사용하면 부유 시료를 처리할 수 없는 척도를 사용할 수 있습니다.물보다 밀도가 낮은 시료도 취급할 수 있지만 억제할 수밖에 없고, 고정재에 의한 오차도 고려해야 합니다.

함수계

액체의 상대밀도는 함수계를 이용하여 측정할 수 있습니다.이 전구는 인접한 다이어그램에 표시된 것처럼 일정한 단면적의 스토크에 부착된 전구로 구성됩니다.

먼저 기준 액체(연청색으로 표시됨)에 함수계를 띄우고 변위(스토크 위의 액체 수준)를 표시합니다(파란색 선).기준은 어떤 액체도 될 수 있지만 실제로는 대개 물입니다.

그런 다음 밀도를 알 수 없는 액체(녹색으로 표시)에 함수계가 떠다닙니다.변위의 변화인 Δx가 주목됩니다.그림에 표시된 예에서 함수계는 녹색 액체에서 약간 떨어졌습니다. 따라서 기준 액체보다 밀도가 낮습니다.함수계는 두 액체 모두에 떠 있을 필요가 있습니다.

간단한 물리적 원리를 적용하면 알 수 없는 액체의 상대 밀도를 변위의 변화로부터 계산할 수 있습니다. (실제로는 이 측정을 용이하게 하기 위해 눈금이 미리 표시되어 있습니다.)

다음에 나오는 설명에서,

δ는_ref 기준 액체(일반적으로 물)의 알려진 밀도(단위 부피당 질량)입니다.
λ는_new 새로운 (녹색) 액체의 알려지지 않은 밀도입니다.
RD는_new/ref 기준에 대한 새 액체의 상대 밀도입니다.
V는 변위된 기준 액체의 부피, 즉 다이어그램의 빨간색 부피입니다.
m은 전체 함수계의 질량입니다.
g는 국부 중력 상수입니다.
Δx는 변위의 변화입니다.여기서 Δx는 일반적으로 함수계가 눈금을 매기는 방식에 따라, 변위선이 함수계의 줄기에 올라가면 음이고, 떨어지면 양입니다.그림에 표시된 예제에서 Δx는 음입니다.
A는 샤프트의 단면적입니다.

부유수계는 정적인 평형상태에 있기 때문에, 그에 작용하는 아래쪽 중력은 위쪽 부력과 정확히 균형을 이루어야 합니다.수력계에 작용하는 중력은 단순히 그것의 무게, mg입니다.아르키메데스 부력 원리에 의하면, 수력계에 작용하는 부력은 변위된 액체의 무게와 같습니다.이 무게는 변위된 액체의 질량에 g를 곱한 것과 같으며, 기준 액체의 경우 λVg입니다_ref.이들을 동일하게 설정하면, 우리는

mg=\rho _{\mathrm {ref}}Vg

아니면 그냥

m=\rho _{\mathrm {ref}}V.

(1)

새로운 $부피$ 가 $V$ - Aδx인 것을 제외하고는, 하이드로미터가 측정되는 액체에 떠 있을 때는 정확히 동일한 방정식이 적용됩니다(Δx의 부호에 대해서는 위의 참고 참조).따라서,

{\displaystyle m=\rho _{\mathrm {new}}(V-A\Deltax.})

(2)

(1) 및 (2) 수익률 합

RD_{\mathrm {new/ref}} = {\frac {\rho _{\mathrm {new}}}{\rho _{\mathrm {ref}}} = {\frac {V}{V-A\Deltax}}}

(3)

그러나 (1)부터 V = $m$ /㎠가 있습니다.(3)에 대입하면 다음과 같습니다.

RD_{\mathrm {new/ref}}={\frac {1}{1-{\frac {A\Deltax}{m}}\rho _{\mathrm {ref}}

(4)

이 식은 변위의 변화, 기준 액체의 알려진 밀도, 그리고 함수계의 알려진 특성으로부터 상대 밀도를 계산할 수 있게 합니다.만약 Δx가 작다면 기하급수식 (4)의 1차 근사치는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

RD_{\mathrm {new/ref}}\약 1+{\frac {A\Deltax}{m}}\rho_{\mathrm {ref}

이것은 작은 Δx의 경우 변위의 변화가 상대 밀도의 변화에 거의 비례한다는 것을 보여줍니다.

피크노미터

피크노미터(고대 그리스어: πυκνός, 로마자: puknos, 불이 켜짐) 피크노미터(pyknometer) 또는 비중병(specific gravity bottle)이라고도 불리는, 액체의 밀도를 측정하는 데 사용되는 장치입니다.피크노미터는 보통 유리로 만들어지며, 모세관이 있는 촘촘한 접지 유리 마개가 장치에서 기포가 빠져나올 수 있도록 합니다.이 장치는 분석 ^{[citation needed]}밸런스를 사용하여 물이나 수은과 같은 적절한 작동 유체를 참조하여 액체의 밀도를 정확하게 측정할 수 있도록 합니다.

플라스크의 무게가 비어 있고 물이 가득 차 있으며 상대 밀도가 원하는 액체가 가득 차 있다면 액체의 상대 밀도를 쉽게 계산할 수 있습니다.일반적인 계량 방법을 적용할 수 없는 분말의 입자 밀도도 pyncometer로 측정할 수 있습니다.분말을 pyncometer에 첨가한 다음 무게를 측정하여 분말 샘플의 무게를 측정합니다.그리고 나서 피크노미터는 가루가 완전히 불용성인 알려진 밀도의 액체로 채워집니다.그러면 변위된 액체의 무게가 결정될 수 있고, 따라서 분말의 상대적 밀도가 결정될 수 있습니다.

가스 피크노미터(gas pyncometer)는 기준(일반적으로 알려진 부피의 강철 구)이 포함된 닫힌 부피의 측정된 변화로 인해 발생하는 압력의 변화를 동일한 조건에서 샘플에 의해 발생하는 압력의 변화와 비교합니다.압력 변화의 차이는 기준 구와 비교하여 샘플의 부피를 나타내며, 일반적으로 위에서 설명한 피크노미터 설계의 액체 매체에 용해될 수 있는 고체 미립자 또는 액체가 완전히 침투하지 않는 다공성 재료에 사용됩니다.

피크노미터가 반드시 정확하게 알려진 것은 아니지만 특정한 부피인 V까지 채워지고 균형 위에 놓이면 힘이 작용합니다.

F_{\mathrm {b}}=g\left(m_{\mathrm {b}}-\rho _{\mathrm {a}}{\frac {m_{\mathrm {b}}}}{\rho _{\mathrm {b}}}\right),

여기서_b m은 병의 질량이고 g는 측정이 이루어지는 위치에서의 중력 가속도입니다.ρ는_a 주변 압력에서 공기의 밀도이고 ρ는_b 병이 만들어지는 물질(보통 유리)의 밀도이므로 두 번째 항은 아르키메데스 원리에 의해 무게를 빼야 하는 병의 유리로 대체된 공기의 질량입니다.병 안에 공기가 가득 차 있지만, 공기가 같은 양의 공기를 대체함에 따라 공기의 무게가 대체된 공기의 무게로 상쇄됩니다.이제 우리는 병에 순수한 물과 같은 기준액을 채웁니다.균형의 팬에 작용하는 힘은 다음과 같습니다.

{\displaystyle F_{\mathrm {w} = g\left(m_{\mathrm {b}}-\rho _{\mathrm {a}}}{\rho _{\mathrm {b}}}}+V\rho _{\mathrm {w}}-V\rho _{\mathrm {a}\right}}.

여기서 빈 병에 측정된 힘을 빼면(또는 물을 측정하기 전의 균형을 알 수 있습니다) 우리는 것입니다.

F_{\mathrm {w,n}}=gV(\rho _{\mathrm {w}}-\rho _{\mathrm {a}}),

여기서 첨자 n은 이 힘이 빈 병의 힘의 순임을 나타냅니다.이제 병을 비우고 철저히 건조한 후 샘플을 다시 채웁니다.빈 병의 그물에 걸린 힘은 다음과 같습니다.

F_{\mathrm {s,n}}=gV(\rho _{\mathrm {s}}-\rho _{\mathrm {a}}),

여기서 ρ는_s 표본의 밀도입니다.시료와 물의 힘의 비율은 다음과 같습니다.

{\displaystyle SG_{\mathrm {A}} = {\frac {gV(\rho _{\mathrm {s}}}-\rho _{\mathrm {a}}}{gV(\rho _{\mathrm {w}}-\rho _{\mathrm {a}}}}={\frac {\rho _{\mathrm {s}}-\rho _{\mathrm {a}}}}{\rho _{\mathrm {a}}}}: {\rho _{\mathrm {w}}}.

이것은 겉보기 상대 밀도라고 불리며, 첨자 A로 표시되는데, 이는 우리가 분석적 균형에서 공기의 순 무게의 비율을 취하거나 함수계(줄기가 공기를 대체함)를 사용할 경우 얻을 수 있는 것이기 때문입니다.그 결과는 균형의 보정에 의존하지 않습니다.유일한 요구사항은 힘으로 선형적으로 읽는 것입니다.RD는 피크노미터의 실제 볼륨에 의존하지 않습니다_A.

RD를 추가로_V 조작하고 최종적으로 대체하면 (첨자 V는 종종 진공에서의 상대 밀도로 언급되기 때문에 사용됨), π_s/ω에_w 대해 겉보기와 실제 상대 밀도 사이의 관계가 나타납니다.

RD_{\mathrm {A} = {{\rho _{\mathrm {s} } \over \rho _{\mathrm {w} } - {\mathrm {a} } \over \rho _{\mathrm {w} } \over 1-{\rho _{\mathrm {a} } \over \rho _{\mathrm {w} } = {{RD_{\mathrm {V}}-{\rho _{\mathrm {a}} \over \rho _{\mathrm {w}} \over 1-{\rho _{\mathrm {a}} \over \rho _{\mathrm {w}}

일반적인 경우에는 가중치를 측정하고 실제 상대 밀도를 원합니다.다음에서 찾을 수 있습니다.

{\displaystyle RD_{\mathrm {V} =RD_{\mathrm {A}}-{\mathrm {a}} \over \rho _{\mathrm {w}}}(RD_{\mathrm {A}-1)입니다.)

20°C에서^[10] 101.325kPa의 건조한 공기의 밀도는 0.001205g/cm이고³ 물의 밀도는 0.998203g/cm이므로³ 상대 밀도(20°C/20°C)가 약 1.100인 물질의 실제 상대 밀도와 겉보기 상대 밀도의 차이는 0.000120입니다.샘플의 상대 밀도가 물의 상대 밀도에 가까운 경우(예: 희석 에탄올 용액) 보정은 훨씬 더 작습니다.

피크노미터는 ISO 표준: ISO 1183-1:2004, ISO 1014-1985 및 ASTM 표준: ASTM D854에서 사용됩니다.

종류들

게이-루삭, 배 모양, 구멍난 마개 포함, 용량 1, 2, 5, 10, 25, 50 및 100mL
위와 같이, 접지 온도계, 조정된, 캡이 있는 사이드 튜브
Hubbard, 역청 및 중질 원유용, 원통형, ASTMD 70, 24mL
위와 같이 원추형, ASTMD 115 및 D 234, 25 mL
부츠, 진공 재킷과 온도계, 용량 5, 10, 25, 50mL 포함

디지털 밀도계

정수압 기반 기기:이 기술은 유체의 수직 기둥 안에 있는 두 점 사이의 압력 차이가 두 점 사이의 수직 거리, 유체의 밀도와 중력에 의존한다는 파스칼의 원리에 의존합니다.이 기술은 액체 수준 및 밀도 측정의 편리한 수단으로 탱크 게이징 용도에 자주 사용됩니다.

진동 소자 변환기:이러한 유형의 기구는 진동 소자를 관심 유체와 접촉시켜야 합니다.요소의 공진 주파수는 요소의 설계에 의존하는 특성에 의해 측정되며 유체의 밀도와 관련이 있습니다.현대의 실험실에서는 진동하는 U-튜브 미터를 사용하여 정확한 상대 밀도 측정이 이루어집니다.이들은 소수점을 넘어 5~6위까지 측정이 가능하며 양조, 증류, 제약, 석유 및 기타 산업에 사용됩니다.기기는 0~80°C 사이의 온도에서 고정된 부피에 포함된 유체의 실제 질량을 측정하지만 마이크로프로세서 기반이기 때문에 겉보기 또는 실제 상대 밀도를 계산할 수 있으며 일반 산, 당 용액 등의 강도와 관련된 표를 포함합니다.

초음파 변환기:초음파는 소스로부터, 관심 유체를 통해, 그리고 파동의 음향 분광을 측정하는 검출기로 전달됩니다.밀도와 점도와 같은 유체 특성은 스펙트럼에서 추론할 수 있습니다.

방사선 기반 게이지(Radiation-based Gauge): 방사선은 소스에서, 관심 유체를 거쳐 섬광 검출기 또는 카운터로 전달됩니다.유체 밀도가 증가하면 감지된 방사선 "카운트"가 감소합니다.일반적으로 방사성 동위원소 세슘-137의 반감기는 약 30년입니다.이 기술의 주요 장점은 기기가 유체와 접촉할 필요가 없다는 것입니다. 일반적으로 소스와 검출기는 탱크나 배관 ^[11]외부에 장착됩니다.

부력 변환기: 균질한 액체 속의 부유물에 의해 생성되는 부력은 부유물에 의해 변위되는 액체의 무게와 같습니다.부력은 부유물이 잠기는 액체의 밀도에 대해 선형적이기 때문에, 부력의 측정값은 액체의 밀도에 대한 측정값을 산출합니다.상용화된 한 장치는 기기가 ± 0.005 RD 단위의 정확도로 상대 밀도를 측정할 수 있다고 주장합니다.잠수식 프로브 헤드에는 수학적으로 특성화된 스프링 플로트 시스템이 포함되어 있습니다.헤드가 액체에 수직으로 잠기면 플로트는 수직으로 움직이고 플로트의 위치는 홀 효과 선형 변위 센서의 동심 배열에 의해 변위가 감지되는 영구 자석의 위치를 제어합니다.센서의 출력 신호는 측정할 ^[12]양의 직접 선형 측정값인 단일 출력 전압을 제공하는 전용 전자 모듈에 혼합됩니다.

토양역학에서의 상대밀도

$D_{\mathrm {R} }$ DR {\ $displaystyle$ 는 $D_{\mathrm {R} }$ 최대 공극률과 최소 공극률에 대한 전류 공극률 측정치이며, 적용된 유효 응력은 응집력이 없는 토양의 기계적 거동을 제어합니다.상대밀도는 다음과 같이 정의됩니다.

D_{\mathrm {R} = {\frac {e_{\mathrm {max}}-e}{e_{\mathrm {max}}-e_{\mathrm {min}}\회 100\%

{\

e

{\displaystyle

e

}

의

e

e_{\mathrm {max} },e_{\mathrm {min} }

, 최소 및 실제 무효 비율입니다.

예

재료.	비중
발사나무	0.2
참나무	0.75
에탄올	0.78
올리브유	0.91
물.	1
아이언우드	1.5
그래파이트	1.9–2.3
식염	2.17
알루미늄	2.7
시멘트	3.15
철	7.87
구리	8.96
이끌다	11.35
수성.	13.56
열화우라늄	19.1
골드	19.3
오스뮴	22.59

(표본은 다를 수 있으며 이 수치는 근사치입니다.)

상대밀도가 1인 물질은 중성적으로 부력이 있고, RD가 1보다 큰 물질은 물보다 밀도가 높기 때문에 (표면 장력 효과를 무시하고) 그 안에 가라앉고, RD가 1보다 작은 물질은 물보다 밀도가 낮아서 뜰 것입니다.

예:

RD_{\mathrm {H_{2}O} = {\frac {\rho _{\mathrm {Material}}}}{\rho _{\mathrm {H_{2}O}} = RD,

헬륨가스의 밀도는 0.164g/^[13]L이고, 밀도는 공기의 0.139배이며, 밀도는 1.^[13]18g/L입니다.

소변의 비중은 보통 1.003에서 1.030 사이입니다.소변 비중 진단 검사는 비뇨기 ^[14]계통의 평가를 위해 신장 집중력을 평가하는 데 사용됩니다.농도가 낮으면 시피두스에 당뇨병이 있음을 나타낼 수 있고, 농도가 높으면 알부민뇨나 ^[14]당뇨가 있음을 나타낼 수 있습니다.
혈액의 비중은 보통 1.^[15]060 정도입니다.
보드카 80° 프루프(40% v/v)의 비중은 0.9498입니다.^[16]

참고 항목

참고문헌

^ Dana, Edward Salisbury (1922). A text-book of mineralogy: with an extended treatise on crystallography... New York, London(Chapman Hall): John Wiley and Sons. pp. 195–200, 316.
^ Schetz, Joseph A.; Allen E. Fuhs (1999-02-05). Fundamentals of fluid mechanics. Wiley, John & Sons, Incorporated. pp. 111, 142, 144, 147, 109, 155, 157, 160, 175. ISBN 0-471-34856-2.
^ ^a ^b ^c Hough, J.S., Briggs, D.E., Stevens, R and Young, T.W. Malting and Brewing Science, Vol.II Hopped Wort and Beer, 채프먼 앤 홀, 런던, 1997, 페이지 881 ISBN 0-412-16590-2
^ ^a ^b Bettin, H.; Spieweck, F. (1990). "Die Dichte des Wassers als Funktion der Temperatur nach Einführung des Internationalen Temperaturskala von 1990". PTB-Mitteilungen (in German). 100: 195–196.
^ ^a ^b Kell, George S. "Density, Thermal Expansivity, and Compressibility of Liquid Water from 0 to 150°C: Correlations and Tables for Atmospheric Pressure and Saturation Reviewed and Expressed on 1968 Temperature Scale". Journal of Chemical and Engineering Data. 20: 97–105. doi:10.1021/je60064a005.
^ ASBC 분석방법 서문 표 1: 미국양조화학자협회, St Paul, 2009
^ ASBC Methods of Analysis op. cit.표 1: 맥즙과 맥주 추출물
^ ASBC 분석방법 서문 표 1: 미국양조화학자협회, St Paul, 2009
^ ASBC Methods of Analysis op. cit.표 1: 맥즙과 맥주 추출물
^ DIN51757 (04.1994):광유 및 관련 물질의 시험, 밀도 측정
^ 밀도 – VEGA Americas, Inc.Ohmartvega.com .2011-09-30에 검색되었습니다.
^ 공정 제어 디지털 전자수도계가드코.2011-09-30에 검색되었습니다.
^ ^a ^b "Lecture Demonstrations". physics.ucsb.edu.
^ ^a ^b Lewis, Sharon Mantik; Dirksen, Shannon Ruff; Heitkemper, Margaret M.; Bucher, Linda; Harding, Mariann (5 December 2013). Medical-surgical nursing : assessment and management of clinical problems (9th ed.). St. Louis, Missouri. ISBN 978-0-323-10089-2. OCLC 228373703.{{cite book}}: CS1 유지 관리: 위치 누락 게시자(링크)
^ Shmukler, Michael (2004). Elert, Glenn (ed.). "Density of blood". The Physics Factbook. Retrieved 2022-01-23.
^ "Specific Gravity of Liqueurs". Good Cocktails.com.

추가열람

유체역학의 기초 Wiley, B.R. Munson, D.F. Young & T.H.오키시
유체역학 제4판 Wiley, SI Version, R.W. Fox & A.T. McDonald
열역학: Engineering Approach Second Edition, McGraw-Hill, International Edition, Y.A. Cengel & M.A. Boles
Munson, B. R.; D. F. Young; T. H. Okishi (2001). Fundamentals of Fluid Mechanics (4th ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-44250-9.
Fox, R. W.; McDonald, A. T. (2003). Introduction to Fluid Mechanics (4th ed.). Wiley. ISBN 0-471-20231-2.

외부 링크

재료의 비중 가중치(2006년 5월 22일 보관)

[specificgravity1-1] Dana, Edward Salisbury (1922). A text-book of mineralogy: with an extended treatise on crystallography... New York, London(Chapman Hall): John Wiley and Sons. pp. 195–200, 316.

[specificgravity2-2] Schetz, Joseph A.; Allen E. Fuhs (1999-02-05). Fundamentals of fluid mechanics. Wiley, John & Sons, Incorporated. pp. 111, 142, 144, 147, 109, 155, 157, 160, 175. ISBN 0-471-34856-2.

[briggs-3] Hough, J.S., Briggs, D.E., Stevens, R and Young, T.W. Malting and Brewing Science, Vol.II Hopped Wort and Beer, 채프먼 앤 홀, 런던, 1997, 페이지 881 ISBN 0-412-16590-2

[PTB-Mitteilungen-4] Bettin, H.; Spieweck, F. (1990). "Die Dichte des Wassers als Funktion der Temperatur nach Einführung des Internationalen Temperaturskala von 1990". PTB-Mitteilungen (in German). 100: 195–196.

[„kell“-5] Kell, George S. "Density, Thermal Expansivity, and Compressibility of Liquid Water from 0 to 150°C: Correlations and Tables for Atmospheric Pressure and Saturation Reviewed and Expressed on 1968 Temperature Scale". Journal of Chemical and Engineering Data. 20: 97–105. doi:10.1021/je60064a005.

[6] ASBC 분석방법 서문 표 1: 미국양조화학자협회, St Paul, 2009

[7] ASBC Methods of Analysis op. cit.표 1: 맥즙과 맥주 추출물

[8] ASBC 분석방법 서문 표 1: 미국양조화학자협회, St Paul, 2009

[9] ASBC Methods of Analysis op. cit.표 1: 맥즙과 맥주 추출물

[10] DIN51757 (04.1994):광유 및 관련 물질의 시험, 밀도 측정

[11] 밀도 – VEGA Americas, Inc.Ohmartvega.com .2011-09-30에 검색되었습니다.

[12] 공정 제어 디지털 전자수도계가드코.2011-09-30에 검색되었습니다.

[UCSB-13] "Lecture Demonstrations". physics.ucsb.edu.

[:0-14] Lewis, Sharon Mantik; Dirksen, Shannon Ruff; Heitkemper, Margaret M.; Bucher, Linda; Harding, Mariann (5 December 2013). Medical-surgical nursing : assessment and management of clinical problems (9th ed.). St. Louis, Missouri. ISBN 978-0-323-10089-2. OCLC 228373703.{{cite book}}: CS1 유지 관리: 위치 누락 게시자(링크)

[15] Shmukler, Michael (2004). Elert, Glenn (ed.). "Density of blood". The Physics Factbook. Retrieved 2022-01-23.

[Cocktail_Specific_Gravities-16] "Specific Gravity of Liqueurs". Good Cocktails.com.

[1]

[2]

[3]

[6]

[7]

[4]

[5]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

Search