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物質の密度で割った値です。液体の場合、その基準にはほぼ必ず純水が使われます。2つの密度の比であるため、比重は無次元量で単位を持ちません。比重が1未満なら、その液体は水より軽く浮きます。1を超える場合は水より重く沈みます。
このツールの使い方
液体の密度を1立方メートルあたりのキログラム(kg/m³)で入力し、基準となる水の密度も入力します。水の密度は4℃でおよそ1000 kg/m³で、これが初期値として設定されています。計算ボタンを押すと、比重が瞬時に表示され、その液体が浮くか沈むかも合わせて分かります。
計算式の解説
関係式はとてもシンプルで、$$\text{SG} = \frac{\rho_{\text{fluid}}}{\rho_{\text{water}}}$$ です。2つの密度は単位がきれいに打ち消し合うよう、必ず同じ単位で表す必要があります。もし密度をg/cm³で測る場合、水は1.0 g/cm³なので、比重は密度の数値そのものと一致します。
計算例
密度850 kg/m³の油と、1000 kg/m³の水を例に考えてみましょう。このとき $$\text{SG} = \frac{850}{1000} = 0.85$$ となります。0.85は1より小さいので、油は水に浮きます。海面に油膜が広がるのは、まさにこの理由によるものです。
よくある質問
温度は影響しますか? はい、影響します。密度は温度によって変化するため、精密な測定では液体と基準となる水の両方の温度(一般的には4℃または20℃)を明記してください。
比重が1を超えることはありますか? もちろんあります。海水(約1.025)、グリセリン(約1.26)、水銀(約13.6)はいずれも比重が1を超えており、真水の中では沈みます。
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(kg/m³)がありますが、比重は単位を持たない純粋な比です。両者の数値が一致するのは、密度をg/cm³で表したときだけです。