比重とは?
比重(SG:Specific Gravity)は相対密度とも呼ばれ、ある物質の密度を基準となる物質の密度と比較した無次元の数値です。基準には通常、4℃の純水(密度1000 kg/m³)が用いられます。比重は「比率」であるため単位を持ちません。値が1より大きければ、その物質は水より密度が高く沈みます。逆に1より小さければ水より軽く、水に浮きます。
この計算機の使い方
調べたい物質の密度をキログラム毎立方メートル(kg/m³)で入力してください。基準となる水の密度は初期値で1000 kg/m³に設定されていますが、基準温度や別の流体に合わせて変更することも可能です。計算機が物質の密度を基準密度で割り、比重と「沈む/浮く」の判定を瞬時に表示します。
計算式の解説
計算式はとてもシンプルで、$$\text{SG} = \frac{\text{物質の密度}}{\text{水の密度}}$$ です。両方の密度が同じ単位なので単位は打ち消し合い、純粋な比率だけが残ります。エンジニア、醸造家、地質学者、化学者などは、この値を使って材料を特定したり、溶液の濃度を確認したり、浮力を予測したりしています。
計算例
海水の密度はおよそ1025 kg/m³です。1025を1000で割ると、比重は1.025になります。$$\text{SG} = \frac{1025}{1000} = 1.025$$ これは1より大きいため、淡水に浮かぶ物体は、密度の高い海水の中ではわずかに高く浮き上がることになります。
よくある質問(FAQ)
比重と密度は同じものですか? いいえ、違います。密度には単位があります(例:kg/m³)が、比重は2つの密度の比であり、単位を持たない無次元の数値です。
なぜ水の密度に1000 kg/m³を使うのですか? これは4℃における純水の密度であり、水が最も密度が高くなる温度のためです。そのため標準的な基準として用いられています。
SG=1は何を意味しますか? その物質が水とまったく同じ密度であることを意味します。沈むことも浮くこともなく、水中に漂った状態になります。