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1장 비중계의 측정원리와 측정기기
2장 점도계의 측정원리와 측정기기
3장 압력계의 측정원리와 측정기기
4장 유속계의 측정원리와 측정기기
비중계의 측정원리와 측정기기
(1) 비중계의 측정원리
① 개념 ◆ 비중 (比重, specific gravity)
: 어떤 물질의 밀도와, 표준 물질의 밀도와의 비이다.상대밀도라고도 한다.
온도 및 기압 조건이 따로 제시되지 않았다면 일반적으로 고체 및 액체에 대해서는 4℃ 1기압 아래의 물, 기체에 대해서는 0℃ 1기압인 공기를 기준으로 한다.
질량끼리의 비이므로 단위가 없는 무차원량이 된다.4℃, 대기압 상태에서 공기가 녹아 있지 않을 때 물의 밀도는 0.xxxx.xx.xx g/cm3이다.거의 1.0 g/cm3에 가깝기 때문에 비중과 밀도의 값을 cgs 단위계로 나타내면 거의 같은 값이 된다.
밀도와 비중은 혼동되기 쉽지만, 밀도는 질량을 부피로 나눈 양이며, 비중은 기준 물질과 비교되는 밀도의 비라는 점으로 다른 것이다. 따라서, 물질이 물에 뜨거나 가라앉는다는 것은 비중으로 판단하는 것이 좀더 용이하다
비중이 1보다 큰 물질은 물 아래로 가라앉고, 비중이 1보다 작은 물질은 물에 뜬다. ◆ 밀도 (密度, density)
: 물질의 질량을 부피로 나눈 값으로 물질마다 고유한 값을 지닌다.단위는 주로 g/㎖,
g/㎤ 등을 사용한다.
일반적으로 고체 상태의 물질은 분자들이 매우 빽빽하게 모여 있는 상태이므로 밀도가 크다. 액체 상태의 물질은 고체 상태에 비해 분자간의 거리가 멀기 때문에 좀 더 큰 부피를 차지하고, 고체보다 작은 밀도를 갖는다
기체 상태의 물질은 분자간의 거리가 매우 멀어 같은 수의 분자에 대해 차지하는 부피가 고체나 액체에 비해 훨씬 크다. 그래서 밀도가 매우 작은 편이다
비중`` {물체의`밀도} over {표준`물질의`밀도} ```````````````````````````````````````````````밀도`` {질량} over {부피}
② 측정원리 ◆ 아르키메데스의 원리 (부력의 원리)
: 유체 속의 물체가 받게 되는 부력에 대한 법칙으로 유체 속에 정지해 있는 물체는 중력
과 반대방향의 부력(주위의 유체가 물체에 미치는 압력의 합력)을 받는데, 그 크기는 물체
가 밀어낸 부분의 유체의 무게, 즉, 물체를 그 유체로 바꾸어 놓았을 때 작용하는 중력의
크기와 같다.이 원리는 물질의 비중을 측정하는 기초가 될 뿐 아니라 옛날부터 뱃짐 등
복잡한 형태의 물체의 부피를 계산하는 데 응용되었다.
bc 220년경 아르키메데스가 발견했다고 한다. 물 속에 있는 물체가 실제의 무게보다 가볍게 느껴지는 것은 이 원리에 의해 설명된다
아르키메데스가 시라쿠사의 왕 히에론의 명에 따라 왕관이 순금제인지를 조사하느라고 고심하던 중에, 우연히 목욕탕에 들어가게 되었을 때 자신의 몸이 가볍게 느껴짐을 깨닫고 이 원리를 발견해서 왕관의 비중을 재어 은이 섞여 있음을 알아냈다고 한다.
(2) 비중 측정기기
① 고체용 비중계 ◆ 졸리 천칭 (jolly balance) (이하 생략)
