比重の意味と密度との違い

比重とは

液体や固体の比重を考えるときには「基準物質」として液体の水を使うことが多いです。

例. 油の比重が $0.8$ である
油と水を同じ体積持ってくると、油の重さは水の重さの $0.8$ 倍になるという意味です。

例. 氷の比重が $0.92$ である
氷と水を同じ体積持ってくると、氷の重さは水の重さの $0.92$ 倍になるという意味です。

比重が１より大きいか小さいか

比重が１より小さい
→ 同じ体積の水より軽い
→ 水に浮かぶ

と言えます。例えば、さきほどの例として挙げた油や氷は、比重が１より小さいので、水に浮かびます。

比重が１より大きい
→ 同じ体積の水より重い
→ 水に沈む

比重と密度の意味は違う

比重は「同じ体積の水（基準物質）と比べて何倍の重さであるか」を表します。単位はありません（無次元量です）。

密度は「単位体積あたりの重さがいくらか」を表します。単位は、$\mathrm{g/cm^3}$ などを使います。

比重と密度の値はほぼ同じ

実際、基準物質である水の密度は、ほぼ $1\:\mathrm{g/cm^3}$ です(※)。完全に $1\:\mathrm{g/cm^3}$ であると考えれば、以下の2つは同じことを表します。

・氷の密度は $0.92\:\mathrm{g/cm^3}$ である。
・氷の重さは水の重さの $0.92$ 倍である。つまり氷の比重は $0.92$ である。

つまり、密度で表現しても比重で表現しても、$0.92$ という数字は一致します。そのため、密度から質量を求める公式
質量＝体積×密度
の密度の部分を比重に変えて
質量＝体積×比重
という式を使うことがあります。

意味は異なるのに、数字が一致してしまうため紛らわしいです。

※より正確には、基準物質（4℃、標準大気圧下）の密度は $0.999972\:\mathrm{g/cm^3}$ です。$1\:\mathrm{g/cm^3}$ より少しだけ小さいです。

次回は 鉄の重さの計算方法とツール（比重＝7.85） を解説します。