๋ฐ๋๋ ๋ฌด์์ธ๊ฐ์?
๋ฐ๋(\(\rho\))๋ ์ผ์ ํ ๋ถํผ ์์ ์ง๋์ด ์ผ๋ง๋ ๋นฝ๋นฝํ๊ฒ ๋ด๊ฒจ ์๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ฐ์ ๋๋ค. ๋ฌผ์ง์ ๊ฐ์ฅ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฑ์ง ์ค ํ๋๋ก, ์ด๋ค ๋ฌผ์ง์ธ์ง ์๋ณํ๊ฑฐ๋ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ฌผ์ ๋ฐ์ง ๊ฐ๋ผ์์์ง ์์ธกํ๊ณ , ์ง๋๊ณผ ๋ถํผ๋ฅผ ์๋ก ํ์ฐํ๋ ๋ฐ ํ์ฉ๋ฉ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋๊ตฌ๋ ์๋ ๊ธฐ๋ณธ ๊ณต์ \(\rho = m / V\)๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ง๋๊ณผ ๋ถํผ๋ก๋ถํฐ ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ตฌํ๊ณ , ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ g/cmยณ์ kg/mยณ ๋ ๋จ์๋ก ํจ๊ป ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๋จผ์ ์ง๋์ ์ ๋ ฅํ๊ณ ๋จ์(๊ทธ๋จ ๋๋ ํฌ๋ก๊ทธ๋จ)๋ฅผ ์ ํํ์ธ์. ์ด์ด์ ๋ถํผ๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๊ณ ๋จ์(์ธ์ ๊ณฑ์ผํฐ๋ฏธํฐ, ๋ฐ๋ฆฌ๋ฆฌํฐ, ๋ฆฌํฐ, ์ธ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ)๋ฅผ ๊ณ ๋ฅด๋ฉด ๋ฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ ๋ ฅ๊ฐ์ ๋ด๋ถ์์ ๊ณตํต ๋จ์๋ก ๋ณํํ ๋ค ์ง๋์ ๋ถํผ๋ก ๋๋์ด ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํด ์ค๋๋ค. 1 mL๋ ์ ํํ 1 cmยณ์ ๊ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ด ๋ ๋ถํผ ๋จ์๋ ๋์ผํ๊ฒ ์ฒ๋ฆฌ๋ฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์์ธํ ๋ณด๊ธฐ
๊ณต์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$\rho = \frac{m}{V}$$์ฌ๊ธฐ์ \(\rho\)๋ ๋ฐ๋, \(m\)์ ์ง๋, \(V\)๋ ๋ถํผ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ฐ๋๋ '์ธ๊ธฐ ์ฑ์ง(intensive property)'์ ๋๋ค. ์ฆ ๋ฌผ์ง์ ์์ด ๋ง๋ ์ ๋ ์๊ด์์ด ๋ฌผ์ง์ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ์๋ง ๊ฒฐ์ ๋ฉ๋๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ก 1 g/cmยณ๋ 1000 kg/mยณ์ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ๋์ ์์ํ ๋ฌผ์ 4 ยฐC์์ ์ฝ 1 g/cmยณ, ์ฆ 1000 kg/mยณ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์ด๋ค ๊ธ์ ๋ฉ์ด๋ฆฌ์ ์ง๋์ด 200 g, ๋ถํผ๊ฐ 25 cmยณ๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$\rho = 200 \div 25 = 8 \ \text{g/cm}^3$$์ด๋ 8000 kg/mยณ์ ๊ฐ์ต๋๋ค. ์ด ๊ฐ์ ์ฒ ์ ๋ฐ๋์ ๋น์ทํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํด๋น ๋ฌผ์ง์ด ์ฒ ์์ ํ์ธํ๋ ๋ฐ ๋์์ด ๋ฉ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ด๋ค ๋จ์๋ฅผ ์ง์ํ๋์? ์ง๋์ ๊ทธ๋จ(g) ๋๋ ํฌ๋ก๊ทธ๋จ(kg), ๋ถํผ๋ cmยณ, mL, ๋ฆฌํฐ(L), mยณ ๋จ์๋ฅผ ์ง์ํฉ๋๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ๋ g/cmยณ์ kg/mยณ๋ก ํ์๋ฉ๋๋ค.
๋ถํผ๋ฅผ 0์ผ๋ก ์ ๋ ฅํ๋๋ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ ๋์์. ์ ๊ทธ๋ฐ๊ฐ์? 0์ผ๋ก๋ ๋๋ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ถํผ๊ฐ 0์ด๋ฉด ๋ฐ๋๋ฅผ ์ ์ํ ์ ์์ต๋๋ค. 0๋ณด๋ค ํฐ ๊ฐ์ ์ ๋ ฅํด ์ฃผ์ธ์.
๋ฐ๋ ๋์ ์ง๋์ด๋ ๋ถํผ๋ฅผ ๊ตฌํ๋ ค๋ฉด ์ด๋ป๊ฒ ํ๋์? ๊ณต์์ ๋ณํํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค. ์ง๋ \(m = \rho \times V\), ๋ถํผ \(V = m / \rho\)์ ๋๋ค.