비중이란 것의 정의는?

비중은 쉽게 설명하자면

"어떤 물질이 기준이 되는 물질보다 얼마나 더 무겁거나 혹은 더 가벼운지를 나타내는 상대적인 값=지표"입니다

비중을 계산할 때는 "비중 = 어떤 물질의 밀도/기준 물질의 밀도"로 구할 수 있습니다.

이때 "기준" 이 되는 매질은 고체와 액체에서는 "섭씨 4℃의 순수한 물"을 기준으로 삼게 되고

기체에서는 "섭씨 0 ℃, 1 기압의 공기"를 기준으로 잡습니다.

비중을 알아야 하는 이유는 여러 가지가 있겠지만, 기본적으로 모든 물질은 그 자체의 고유 밀도를 가지고 있습니다.

밀도는 "단위 부피당 질량"을 의미하는데, 이걸 일일이 다 재질마다 외울 수는 없는 노릇이니

비중을 이용하면 기준 물질과 비교되는 물질에 대해서 상대적인 무거움의 척도를 쉽게 파악이 가능하단 장점이 있습니다.

참고로 비중은 단위의 개념이 없는 단순 비교치이며,

비중의 단위를 계산식으로 풀이하면 "(g/㎤) / (g/㎤) = 1(단위가 없음)" 이 되겠습니다.

왜 섭씨 4℃의 순수한 물이 기준일까?

일단 일반적인 물이 아닌 "순수한 물"이 기준입니다.

여기서 말하는 "순수한 물"이라는 것은 말 그대로 물속에 있는 불순물을 걸러낸 정제된 물을 의미합니다.

일반적으로 증류수가 있으며, 이러한 물은 염분이나 미네랄등이 제거된 순수한 물을 말합니다.

그리고 " 섭씨 4℃"가 기준이 되는 이유는 물은 섭씨 4℃에서 가장 밀도가 크다고 합니다.

섭씨 4℃의 물 1mL는 1g에 가장 가까운 값을 가진다고 합니다.

이 말인즉슨 섭씨 4℃의 물 1mL는 1 기압에서 "1"의 비중을 갖습니다.

섭씨 4℃의 물 밀도가 가장 크면서 구조적으로 안정적인 상태를 유지하며, 물은 어디서든 구하기 쉬운 물질이죠.

이렇기에 섭씨 4℃의 물은 비중을 구하기 위한 전 세계적 표준안입니다.

1 기압의 표준은 어떤 걸까?

"기압"은 표준 대기압의 기본단위(atm)로 "1 기압"은 지구 해수면에서의 평균 대기압을 뜻합니다.

나라별로 사용하는 측정 단위가 상이하기 때문에 하기와 같이 1 기압의 정리가 다르게 표기됩니다.

1기압 = 1013.25 hpa(헥토파스칼) = 기상학에서 쓰이는 단위입니다.

1 기압 = 101325pa(파스칼) = 공학에서 쓰는 단위입니다.

1기압 = 760mmhg(밀리미터 수은주) = 수은주의 높이로 압력을 측정하는 방식입니다.

1기압 = 14.696(파운드/제곱인치) = 파운드 단위계를 사용하는 미국등에서 사용하는 방식입니다.

그럼 물보다 비중이 낮은 대표적인 물질은?

일반적으로 우리가 생각할 때 물보다 무거운 물질은 아주 많지만

물보다 비중이 낮아서 물에 띄워 놓았을 때 표면에 뜰만한 물질은 뭐가 있을까요?

1. 얼음 : 아마 교과 과학 시간에 흔하게 들어봤을 거고,

실제로도 흔하게 음료에 얼음을 타 먹는 사람들이 많기 때문에 가장 대표적인 예시로 나올 수 있는 물질인 얼음,

물이 얼면서 부피가 팽창하게 되고 밀도가 작아져서 비중은 낮아져서 결국 얼음은 물 위에 뜰 수 있게 되죠.

얼음의 비중은 약 0.92입니다.

2. 기름(ex, 식용유) : 기름 역시 우리 일상생활에서 흔하게 접할 수 있는 물질이죠.

물보다 밀도가 낮아서 당연하게 물 위에 뜨는 물질 중 하나입니다. 기름의 비중은 약 0.9입니다.

3. 목재(ex, 소나무) : 의외로 목재류 중에서도 소나무가 비중이 작아 물에 뜬다고 합니다.

배를 만들 때 목선의 주재료로 소나무를 사용한 이유가 여기 있다고 합니다.

소나무를 경우로 목재의 비중은 약 0.4 ~ 0.7이라고 합니다.

4. 플라스틱(ex, PE) : 세상에는 수많은 종류의 플라스틱이 있지만, 거의 대부분의 플라스틱이 물 위에 둥둥 떠다니죠.

플라스틱(폴리에틸렌)의 비중은 약 0.91~0.96이라고 합니다.

5. 스티로폼(ex, PS) : 바닷가에 가면 해상 양식장 등에서 흔하게 띄워 놓고 사용하는 표식용 부표인

스티로폼 역시 비중이 물 보다 낮아 잘 사용하는 소재입니다.

스티로폼(폴리스티렌)의 비중은 약 0.90~1.05 정도 라고 합니다.

결론적으로 비중이 1보다 크면 물보다 무거워서 가라앉게 되고,

1보다 작다면 물보다 가벼워서 뜬다는 원리가 비중을 이해하는 가장 빠른 핵심 키워드란 걸 명심하세요!