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질문글 136쪽 물의 질량

주택관리사

시설개론

이*숙

2021.03.08

..... 같은 질량일 때 1기압 4도에서 가장 무겁고...... 라고 되어 있는데

지구상에서 측정을 하면 같은 질량은 같은 무게가 되는것이 아닌지요?

만약 위의 교과서 표현이 맞다면 좀더 설명을 해 주시면 고맙겠습니다.

송성길 교수님의 답변

2021.03.09
■ 밀도와 비중의 차이
같은 질량을 갖는 금속으로 된 추와 코르크 마개를 동시에 물 위에 던지면 어떻게 될까요?
금속 추는 바로 가라앉는 반면에 코르크 마개는 쉽게 물 위에 뜹니다.
질량이 같기 때문에 우리가 무겁게 느끼는 정도, 즉 무게는 같은데 왜 코르크 마개만 물 위에 뜨는 걸까요?

이유는 두 물질의 밀도 차이에 있습니다.
두 물질은 질량은 같지만 부피가 다릅니다. 같은 질량이기 때문에 코르크 마개의 부피가 훨씬 부피가 크겠지요. 그렇기 때문에 코르크 마개는 금속 추에 비해 단위 부피당 질량, 즉 밀도가 더 작습니다.
밀도는 물질의 질량을 부피로 나눈 값이기 때문에, 같은 질량을 갖더라도 부피가 클수록 밀도는 작아지게 됩니다.
밀도가 다른 두 물질을 섞으면 상대적으로 밀도가 작은 물질이 뜨고, 밀도가 큰 물질이 가라앉기 때문에 물보다 밀도가 작은 코르크 마개는 물에 뜨고, 물보다 밀도가 큰 금속추는 물속으로 가라앉습니다.

밀도는 질량을 부피로 나눈 값으로, 단위 부피당 질량이라고 할 수 있습니다.
같은 부피라도 밀도가 클수록 무거운 것이지요.
부피는 온도의 영향을 많이 받기 때문에(일반적으로 온도가 높아질수록 부피가 증가), 밀도를 나타날 때에는 온도를 함께 표시하여야 합니다.
특히 기체 상태일 때는 온도와 함께 압력의 영향도 크게 받기 때문에(압력이 줄어들면 부피가 증가), 기체의 밀도는 온도와 압력도 함께 표시하여야 합니다.
그래서 밀도와 비슷하게 비중이라는 용어를 쓰는데요.
비중이란, 기준으로 정한 물질의 밀도에 대해, 상대적으로 얼마의 밀도를 가지고 있는지에 대해 알 수 있는‘상대적 밀도’라고 할 수 있습니다.

비중을 측정하는 데 쓰이는 기준이 되는 물질은 고체와 액체의 경우 1기압, 4℃에서의 물이 이용되고, 기체의 경우에는 1기압, 0℃에서의 공기가 이용됩니다.

좋은 하루 되세요.
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