밀도

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색

밀도 (密度, Density, 기호 - 그리스어: ρ)는 부피의 단위 당 질량을 나타내는 값이다. 부피가 일정할 때, 한 물체의 밀도가 클수록 그 물체의 질량은 크다. 한 물체의 평균 밀도는 그 전체 질량을 그 전체 부피로 나눈 것과 같다. 더 조밀한 물체(과 같은)는 같은 질량의 덜 조밀한 물질(과 같은)보다 부피가 적을 것이다.

밀도의 SI단위킬로그램 매 세제곱미터 (kg/m3)

\rho = \frac{m}{V}

여기서

ρ는 물체의 밀도 (킬로그램 매 세제곱미터)
m는 물체의 전체 질량 (킬로그램)
V는 물체의 전체 부피 (세제곱미터)

밀도 단위[편집]

밀도의 SI 단위는 다음과 같다:

  • kg/m^3(1 kg/m^3 = {1 kg \over 1 m^3}={1000 g \over 1000000 cm^3}={1 g \over 1000 cm^3}=0.001 g/cm^3)


  • g/cm^3 (1 g/cm^3 = {1 g \over 1 cm^3}={0.001 kg \over 0.000001 m^3}={1000 kg \over 1 m^3}=1000 kg/m^3)

밀도의 변화[편집]

보통 밀도는 압력이나 온도가 바뀜에 따라 바뀐다. 압력이 증가하면 무조건 물질의 밀도가 증가한다. 온도가 증가하면 보통 밀도가 낮아지지만, 어느 정도 예외가 존재한다. 이를테면 의 밀도는 녹는점 0 °C에서 4 °C 사이에서 증가하며, 비슷한 모습이 낮은 온도의 규소에서 발견된다. 일반적으로, 고체 > 액체 > 기체 순으로 밀도가 크다. 그러나 은 액체 > 고체 > 기체 순으로 밀도가 크다. [1]

액체와 고체의 밀도에 대한 압력과 온도의 영향은 크지 않다. 액체나 고체의 일반적인 압축률은 10–6 –1 (1 바=0.1 MPa)이며, 일반적인 열 팽창은 10–5 K–1이다.

대조적으로, 기체의 밀도는 압력에 크게 영향을 받는다. 보일의 법칙이상 기체의 밀도가 다음에 따라 주어진다고 말한다.

\rho = \frac {MP}{RT}

여기서 R일반 기체 상수, P는 압력, M은 질량, 그리고 T절대 온도이다.

이는 300 K와 1 의 밀도가, 압력이 2 로 증가되거나 온도가 150 K로 낮아짐에 따라 두 배가 된다는 것을 뜻한다.

물의 밀도[편집]

온도 밀도[2] (1 atm)
°C °F kg/m³ D(kg/L)
0.0 32.0 999.8425 0.9998425
4.0 39.2 999.9750 0.9999750
15.0 59.0 999.1026 0.9991026
20.0 68.0 998.2071 0.9982071
25.0 77.0 997.0479 0.9970479
37.0 98.6 993.3316 0.9933316
50.0 122.0 988.0400 0.9880400
100.0 212.0 958.3665 0.9583665

은 0 °C~4 °C에서 육각형 구조를 일부 유지하므로, 온도가 올라가면 수소 결합의 일부가 끊어져 빈 공간을 채우기 때문에 부피가 감소하므로 밀도는 증가한다. 4 °C 이상에서는 물 분자의 운동이 활발해져 육각형 구조가 거의 파괴되고 부피가 증가하므로 밀도는 감소한다. 얼음은 수소 결합에 의해 빈 공간이 많은 육각형 구조를 가지고 따라서 물보다 부피가 크다. 얼음이 녹아 물이 될 때에는 수소 결합의 일부가 끊어져 빈 공간을 채우므로 부피가 감소한다. [1]

대기의 밀도[편집]

T (°C) ρ (kg/m³, 1 atm)
–10 1.342
–5 1.316
0 1.293
5 1.269
10 1.247
15 1.225
20 1.204
25 1.184
30 1.164

참조[편집]

  1. 김봉래 외 2 [2006년 7월 1일]. 《완자 화학 Ⅰ(1권)》, 초판, 비유와상징, 13쪽
  2. Density of water, as reported by Daniel Harris in Quantitative Chemical Analysis, 4th ed., p. 36, W. H. Freeman and Company, New York, 1995.

서적[편집]

  • Fundamentals of Aerodynamics Second Edition, McGraw-Hill, John D. Anderson, Jr.
  • Fundamentals of Fluid Mechanics Wiley, B.R. Munson, D.F. Young & T.H. Okishi
  • Introduction to Fluid Mechanics Fourth Edition, Wiley, SI Version, R.W. Fox & A.T. McDonald
  • Thermodynamics: An Engineering Approach Second Edition, McGraw-Hill, International Edition, Y.A. Cengel & M.A. Boles

같이 보기[편집]