1. 비중
- 한 표준물질의 밀도와 다른 물질의 밀도와의 비
- 표준물질로는 고체 및 액체의 경우에는 보통 1atm, 4℃의 물을, 기체의 경우에는 0℃, 1atm 에서의 공기를 말한다. 비중은 온도 및 압력(기체의 경우)에 따라 달라진다. 무차원수(無次元數)인데, 고체·액체에 대해서는 그 값이 소수점 이하 5자리까지 밀도와 일치한다. 대부분 비중과 밀도는 그 값이 같다고 생각해도 무방하다.
2. 밀도
- 물질의 단위 부피당 질량
- 물질 속의 원자나 분자 배열의 소밀도(疎密度), 합금이나 혼합물 속의 성분비(成分比) 등을 알아내는 데 이용된다. 넓은 뜻으로는 질량 이외의 각종 물리량의 단위부피당 크기, 단위넓이당 크기, 단위길이당 크기도 말하며, 각각 부피밀도 ·넓이밀도(또는 면밀도) ·선밀도라고 한다.
3. 비중 측정 기기와 방법
1) 고체
① 욜리천칭(Jolly balance): 용수철에 시료를 공기 속에서 매달았을 때와 비중을 이미 알고 있는 액체 속에 매달았을 때의 각각의 늘어난 길이 및 액의 비중에서 시료의 비중을 산출한다.
② 비중병(pycnometer): 유리로 만든 병이며 병이 비었을 때와 증류수를 채웠을 때, 시료를 부수어 적당량을 넣고 그대로 시료와 작용하지 않는 액체를 채웠을 때의 각 질량 ·증류수 및 액체의 비중으로부터 시료의 부피 및 질량을 구하고, 그것으로부터 시료의 비중을 산출한다.
③ 그 밖에 비중천칭, 니콜슨액체비중계 등이 있다.
2) 액체
① 베스트팔비중계(Westphal balance): 지레의 한쪽 끝에 추를 매달고 이것이 작용하는 시료의 부력에 의한 지레의 기울기를 라이더(rider:加重分銅)로 균형을 맞추고 라이더의 위치 눈금과 라이더의 크기로부터 비중을 구한다. 라이더는 질량비가 1:1/10:1/100:1/1000의 4개가 매겨져 큰 것으로부터 차례로 소수 1자리~4자리까지 나타낸다.
② 애리오피크노미터(areopycnometer): 비중 눈금을 매긴 유리관 아래의 시료실에 시료를 채워 증류수 속에 띄우고, 가라앉은 깊이의 눈금으로 시료의 비중을 읽는다. 눈금은 같은 간격이며 정밀도가 높다.
③ 액체비중계(hydrometer): 가장 일반적이며 비중 눈금을 매긴 유리관 아래에 속이 빈 부분과 추실이 있다. 이것을 시료 액체 속에 띄우고 가라앉은 깊이의 눈금을 읽는다. 원칙적으로 4℃의 물을 표준으로 한 비중을 15℃에서 정확하게 나타내게 되어 있다. 애리오피크노미터와 액체비중계에는 밀도 눈금을 매긴 것도 있다.
④ 비중병: 병이 비었을 때와 증류수로 채웠을 때, 시료로 채웠을 때의 각 질량으로부터 같은 부피의 시료 및 증류수의 질량을 구하여 그것과 증류수 및 공기의 비중으로부터 시료의 비중을 산출한다.
⑤ 비중천칭: 접시 아래에 매단 추를 공기 속, 증류수 속, 시료 액체 속에 가라앉혀 측정하였을 때의 분동(分銅)의 질량, 공기 ·증류수의 비중으로부터 시료의 비중을 산출한다.
3) 기체
① 유리천칭: 한쪽에 구, 다른 끝에 추를 매단 유리로 된 지레를 기밀용기(氣密容器)에 넣은 것이다. 비중을 이미 알고 있는 공기를 압입하여 지레가 평형되었을 때의 공기의 압력과, 시료 기체를 압입하여 지레가 균형이 잡혔을 때의 시료의 압력으로부터 시료의 비중을 구한다.
② 일정 부피를 가진 시료의 질량을 재는 가스천칭도 있다.
