密度と比重を区別する 5 つの方法

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密度と比重は物質の 2 つの特性であり、多くの類似点がありますが、いくつかの相違点もあります。まず、どちらもシステムの範囲には依存せず、その組成のみに依存する物質の集中的な特性です。さらに、どちらも同じ体積で比較すると重い 2 つの物質を決定する方法を表しています。

ただし、類似性があっても、密度と比重は同じではありません。次に、物質のこれら 2 つの重要な特性の主な違いについて説明します。

相違点 1: 異なる記号で表される

物質のこれら 2 つの強力な性質の最初の違いは、両者が異なる記号で表されていることです。使用される文脈に応じて、密度は通常、文字dまたはギリシャ文字 ρ (ro) のいずれかで表されます。後者は、物理学や工学のさまざまな分野で最も一般的に使用されます。

代わりに、比重は 記号SG (英語の頭字語) で表されますが、スペイン語で GE が使用されることもあれば、単に S で表されることもあります。

相違点 2: 異なる式で計算される

密度と比重の最も重要な違いは、定義が異なることです。

一方では、密度は、物質の質量と空間で占める体積との関係として定義されます 。この意味で、それは物質の単位体積の質量を表します。数学的な形式では、密度は次のように定義されます。

密度と比重の違い

ここで、ρ は物質の密度、mはその質量、V は物質の質量の対応する体積を表します。

一方、比重は、比重または相対密度とも呼ばれ、 物質の密度と参照標準として使用される別の物質の密度との比として定義されます。同様に、物質の比重と別の参照物質の比重との比として定義することもできます。

凝縮状態(固体または液体)の物質の場合、基準物質は通常、温度4℃、圧力1気圧、水の密度が1000kg/m 3 の純水です。一方、ガス状物質の場合、基準密度は通常空気です。したがって、比重は次の式のいずれかによって数学的に定義できます。

密度と比重の違い

両方の分子が比重が計算される物質を指す場合、分母は参照物質を指します。この場合、水 (w は水を指します) は温度 4°C、気圧 1 気圧です。前述のように、ρ は密度を表し、γ は比重を表します。

ご覧のとおり、両方のプロパティは非常に異なる式によって計算されます。

違い 3: さまざまな種類のスケールで測定されます

密度は絶対的な大きさです。すなわち、密度の決定および計算は、基準点に関して行われない。物質の質量と体積を決定し、上記の式を使用して、物質の密度を直接測定できます。

代わりに、比重は相対的な量です。これは、参照物質または物質がわからない場合、物質の比重値だけでは役に立たないことを意味します。

たとえば、物質の比重が 1.53 であると言う場合、参照物質が何であるかを知るまで、物質の密度または比重について結論を出すことはできません。この数値だけでも、物質の密度が基準物質の密度の 1.53 倍であることを示しており、物質が確実に基準物質に沈む (つまり、浮かない) と結論付けることができます。しかし、その物質が実際にどれくらいの密度または重さであるかはまだわかりません。

それは、空気の1.53 倍の密度の気体である可能性もあれば、水の 1.53 倍の密度の物質である可能性もあり、2 つの非常に異なるシナリオを表しています。

違い 4: 同じ単位を持っていない

密度の単位は、体積の単位に対する質量の単位です ([ρ] = [m]/[V] または [m].[V] –1 )。密度の一般的な単位は次のとおりです。

  • kg/m 3または kg.m –3
  • g/cm 3または g.cm –3
  • g/mL または g.mL –1
  • g/L または gL –1

一方、相対密度または比重は、2 つの密度または 2 つの特定の重量の間の関係であるという事実により、分子と分母の単位が相殺されます。したがって、比重は無次元の量です (つまり、単位がありません)。

違い 5: 測定

密度は、物質または材料の質量を決定し、その体積を測定または計算して、最終的に密度式を適用することにより、実験的に間接的に決定されます。液体の密度を非常に正確に測定するには、通常ピクノメーターが使用されます。

代わりに、適切に校正された比重計またはデジタル比重天秤を使用して、比重を直接測定することができます。

密度と比重の違いのまとめ

次の表は、前のセクションで説明した密度と比重の 4 つの違いをまとめたものです。

差 密度 比重 定義 物質の質量と空間で占める体積との関係。 物質の密度または比重と参照物質の密度または比重との関係。通常は 4 °C、1 気圧の水です。 記号 化学と生物学では通常 d で表され、物理学と工学では ρ で表されます。SG (英語の比重に由来)、S、または GE で表されます。 スケール 絶対スケールで表される 相対スケールで表される 単位 [m]/[V] または [m].[V]–1。たとえば、次のようになります。 cm–3 • g/mL または g.mL–1 • g/L または gL–1 無次元です。 間接測定。 後で密度を計算するには、物質の質量と体積を別々に決定する必要があります。 直接。

参考文献

Bowles, J.E. (2000)。土壌の比重 (ピクノメーター) . 国立工科大学。http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/MODOS%20OPERATIVOS/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

González, A. (2021 年 6 月 2 日)。比重。ライフラー。https://www.lifeder.com/specific-gravity/

Mettler-Toledo International Inc. (2021 年 10 月 28 日)。密度とは? https://www.mt.com/mx/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html

Ruff, B., MA. (2019年11月28日)。液体の比重の測り方。ウィキハウ。https://es.wikihow.com/medir-la-gravedad-espec%C3%ADfica-de-los-l%C3%ADquidos

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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