비부피

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비부피(specific volume)는 열역학에서 물질의 질량부피의 비율이며, 밀도역수(reciprocal)이다. SI 단위계에서 비부피는 어떤 물질의 1 킬로그램이 차지하는 세제곱 미터로 정의된다. 표준 단위는 세제곱미터 매 킬로그램 이다.

이상기체의 비부피는 기체 상수(R)에 온도의 곱을 압력과 몰 질량의 곱으로 나눈 값과 같다

이고 이므로

일반적으로 물질의 비부피는 , , , 과 같은 단위들로 표현된다..[1]

응용[편집]

일반적으로 비부피는 다음 물리량을 계산하는데 쓰인다.

부피가 변할 수 있는, 특정한 양의 산소 기체 원자가 들어있는 밀폐된 챔버를 생각해보다. 다음의 네 가지 경우를 생각하자,

  • 만약 기체의 유출입 없이 챔버가 작아지면 밀도는 증가하고 비부피는 감소한다.
  • 만약 기체의 유출입 없이 챔버가 팽창하면 밀도는 감소하고 비부피는 증가한다.
  • 챔버의 크기는 일정하게 유지되면서 새로운 기체 원자가 주입되면, 밀도는 증가하고 비부피는 감소한다.
  • 챔버의 크기는 일정하게 유지되면서 새로운 기체 원자가 유출되면, 밀도는 감소하고 비부피는 증가한다.

비부피는 물질의 성질으로, 어떤 물질 1 kg이 차지하는 m3의 양으로 정의된다. 표준 단위는 m3/kg 또는 m3·kg−1이다.

친숙한 물질의 비부피 표[편집]

아래 표는 친숙한 물질의 비부피의 값이다. 0 °C (273.15 K, 32 °F) 및 1 기압 (101.325 kN/m2, 101.325 kPa, 14.7 psia, 0 psig, 30 in Hg, 760 torr)의 표준온도와 압력을 가지는 상태의 값이다..[2]

물질 이름 밀도 비부피
(kg/m3) (m3/kg)
공기 1.225 0.78
얼음 916.7 0.00109
액체 1000 0.00100
소금물 1030 0.00097
수은 13546 0.00007
R-22* 3.66 0.273
암모니아 0.769 1.30
이산화 탄소 1.977 0.506
염소 2.994 0.334
수소 0.0899 11.12
메테인 0.717 1.39
질소 1.25 0.799
수증기* 0.804 1.24

* 표시된 값은 위의 표준상태에서의 값이 아니다.

각주[편집]

  1. Moran, Michael. 《Fundamentals of Engineering Thermodynamics》. Wiley. ISBN 978-0-470-49590-2. 
  2. “Engineering Tool Box”. 2013년 4월 14일에 확인함.