홍라이프 계산기비중 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 측정한 밀도를 비중(상대밀도)으로 바꾸고, 원유와 연료에 쓰는 API도와 1리터·1미국갤런의 질량까지 함께 구합니다. 자료에는 밀도가 나와 있는데 규격은 비중을 요구할 때, 물에 뜨는지 확인하고 싶을 때, 석유류를 분류할 때 쓰입니다.
계산 방법
비중 SG = ρ ÷ ρ물
°API = 141.5 ÷ SG − 131.5 (60°F 기준일 때만)
- ρ는 물질의 밀도(kg/m³)입니다. g/cm³ 값에 1000을 곱해 입력합니다.
- ρ물은 기준으로 고른 물의 밀도입니다. 4°C 999.972, 60°F(15.6°C) 999.003, 20°C 998.207, 25°C 997.048kg/m³입니다.
- 1리터 질량(kg)은 ρ ÷ 1000이고, 1미국갤런(3.785411784L)의 질량은 1lb = 0.45359237kg으로 파운드로 바꿉니다.
원리
비중은 두 밀도의 비이므로 단위가 서로 지워져 단위 없는 수가 됩니다. 물은 온도가 오르면 조금씩 팽창해 밀도가 달라지므로, 같은 기름이라도 4°C 물과 25°C 물을 기준으로 하면 비중이 약간 다르게 나옵니다. 그래서 정확한 비중에는 항상 기준 온도를 적습니다. 석유 업계는 60°F 기준 비중으로 API도를 정의해 물이 정확히 10°API가 되고 가벼운 기름일수록 숫자가 커지게 했습니다. 비중이 1보다 작으면 물보다 가벼워 뜨고, 1보다 크면 가라앉습니다.
예제 풀이
기본값인 밀도 850kg/m³, 기준 60°F 물(999.003kg/m³)로 계산합니다.
- 비중 = 850 ÷ 999.003 = 0.8508입니다.
- API도 = 141.5 ÷ 0.8508 − 131.5 = 34.8입니다.
- 비중이 1보다 작으므로 물에 뜹니다.
- 34.8°API는 30을 넘으므로 경질유로 분류됩니다.
- 1리터는 0.85kg, 1미국갤런은 850 × 0.003785 ÷ 0.4536 = 7.09lb입니다.
| 물질의 밀도 (kg/m³) | 비중 |
|---|---|
| 212 | 0.2127 |
| 425 | 0.4254 |
| 638 | 0.6381 |
| 850 | 0.8508 |
| 1,062 | 1.0636 |
| 1,275 | 1.2763 |
| 1,700 | 1.7017 |
결과 해석
대부분의 액체와 고체는 비중 0.6~20 사이에 있습니다. 휘발유와 경유류는 대략 0.7~0.85, 바닷물은 1보다 조금 크고, 금속은 훨씬 큽니다. 원유는 이 계산기 기준으로 30°API 초과가 경질유, 22~30°API가 중질유(중간), 22°API 미만이 중유(중질)입니다. 경질유는 휘발유·경유를 더 많이 얻을 수 있어 대체로 비싸게 거래됩니다.
흔한 실수
- 밀도를 잰 온도와 기준 물의 온도를 다르게 쓰는 경우
- 60°F가 아닌 기준으로 API도를 구하는 경우(이 계산기는 60°F 기준에서만 API도를 보여 줍니다)
- g/cm³와 kg/m³를 혼동하는 경우(0.85g/cm³는 850으로 입력)
- 비중을 질량처럼 다루는 경우(단위 없는 비율입니다)
자주 묻는 질문
비중과 밀도는 같은 것인가요?
물이 거의 1g/cm³이라 g/cm³ 단위 밀도와 숫자가 비슷하지만, 비중은 단위가 없고 기준에 따라 값이 달라집니다.
물의 API도는 얼마인가요?
141.5 ÷ 1 − 131.5 = 10이므로 정확히 10°API입니다.
기준 온도에 따라 얼마나 달라지나요?
4°C와 25°C 사이 물의 밀도 차이는 약 0.3%라 비중은 소수 셋째·넷째 자리에서 달라집니다. 정밀 측정에서는 이 차이도 중요합니다.
기체에도 쓸 수 있나요?
기체는 보통 공기를 기준으로 비교하므로 이 계산기의 물 기준은 맞지 않습니다.
출처: OpenStax, Chemistry 2e (2019), Appendix E, Table E1 "Water Density at Different Temperatures" · Penn State University, FSC 432 Petroleum Refining, "API Gravity"