R&D자료

물질의 질량과 부피를 측정하여 '밀도 = 질량/부피' 공식을 이용하는 것

액체와 고체의 밀도를 측정할 때는 아르키메데스의 원리를 활용하여 액체 내에서 물체가 받는 부력을 측정하며, 이는 측정된 무게의 차이를 이용해 계산

액체의 밀도는 질량과 부피를 직접 측정해 계산할 수 있음

[개요]

부력식 밀도 측정기 (아르키메데스의 원리)

유체(액체) 속에 잠긴 물체는 물체가 밀어낸 유체의 부피만큼의 무게에 해당하는 부력을 받습니다.

[측정 과정]

공기 중에서 시료의 질량을 측정.

시료를 액체에 담근 상태에서 다시 질량을 측정.

두 질량 값의 차이를 이용하여 시료의 부피를 계산하고, 이 값을 공기 중 질량으로 나누어 밀도를 구한다.

고체의 경우 비중계 겸용 전자저울을 이용해 밀도를 측정

물의 밀도를 1 이라 가정하고, 건조 무게, 수중무게, 포수무게를 이용하여 계산

겉보기 밀도 = 건조무게/(건주무게-수중무게)

벌크밀도 = 건조무게(포수무게-수중무게)

- 건조무게 : 물을 머금지 않은 상태의 시료 무게

- 수중무게(현수무게) : 물 속에서 시료를 매달아 측정한 무게

- 포수무게 : 물 속에 담근 시료의 표면만 닦아내고 내부의 기공에는 물을 채운 상태에서 측정한 무게

[측정시 주의 사항]

기공이 많은 다공성 샘플의 밀도 측정 : 내부의 기공에 물이 충분히 들어갈 수 있도록 물과 함께 끓이거나 진공을 걸어 내부의 공기를 다 제어 해야 함

샘플 내부의 기공에 공기가 남아 있다면 공기에 의한 부력으로 실제 보다 낮은 밀도값이 측정됨

함수무게 측정시 물기가 있는 천이나 수건으로 표면만 살짝 닦아내야 함. 만약 마른 수건이라 페이퍼로 닦을 경우 기공 내부를 채우고 있던 물이 함께 빠져나가 함수무게가 제대로 측정이 되지 않을 수 있음

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