相対密度と比重

相対密度と比重は、固体、液体、気体の密度を比較するために用いられる概念である。この2つのコンセプトは、ほぼ同じ考え方です。これらの概念は、食品産業、ゴム産業、そして一般的な材料科学の分野で非常に有用である。今回は、相対密度と比重について、その用途、定義、類似点、相違点などを深く掘り下げて解説します。

相対密度

相対密度の概念を理解するためには、まず密度の概念を理解する必要があります。物質の密度は、分子同士の近さと分子の重さを教えてくれます。密度とは、単位体積あたりの物質の質量のことです。これは、数学的には密度＝質量／体積で表される。相対密度とは、実際には2つの化合物の密度のことである。ある素材が他の素材に比べてどれだけ密度が高いかを示すものです。ある物質の相対的な密度は、与えられた物質の密度/基準物質の密度で定義されます。相対密度という用語は無次元である。つまり、単位がないのです。ある物質が基準物質よりも何倍密度が高いかを示す指標である。液体の基準物質としてよく使われるのは水です。物質の相対密度が1単位より大きいと、その物質は水の中に沈んでいきます。相対密度が1単位より小さいと、その物質は水面に浮く。相対密度がゼロの材料はありえない。相対密度がゼロなら、質量もゼロでなければならない。どんな物質でも、ある体積の中の質量をゼロにすることはできない。したがって、どのような材料であっても、相対密度がゼロになることはありえない。相対密度は、圧力と温度に関係します。同じ物質でも、圧力や温度が異なれば相対密度は異なる。

比重

比重は、ある物質の単位体積あたりの質量を標準物質の単位体積あたりの質量で割ったものと定義されています。多くの場合、気体の標準物質は空気、液体の標準物質は水である。また、比重は圧力や温度にも関係する。比重は、牛乳やゴム工業などの簡単な工業で、原料の質量を決めるのに使われている。比重瓶は、比重を測定するためのさまざまな器具のひとつである。比重瓶とも呼ばれる。また、比重はゼロから無限大の間で変化する無次元量である。ただし、単独で値0を持つことはできない。比重にはもう一つ、見かけ比重という定義がある。