밀도 계산기

밀도는 질량을 부피로 나눈 값입니다

밀도(ρ, 로)는 같은 부피에 질량이 얼마나 들어 있는지를 나타냅니다. 식은 밀도 = 질량 ÷ 부피이고, 질량 67.5 g인 금속 덩어리의 부피가 25 cm³라면 밀도는 67.5 ÷ 25 = 2.7 g/cm³입니다. 이 값은 알루미늄(2.70 g/cm³)과 같으므로, 그 덩어리가 알루미늄일 가능성이 큽니다.

위 계산기는 질량, 부피, 밀도 세 칸 가운데 '구할 값'으로 고른 칸을 나머지 두 칸으로 계산합니다. 구할 값 칸에 직접 숫자를 넣으면 가장 오래전에 고친 칸이 새 구할 값이 됩니다. 칸마다 단위를 따로 고를 수 있어 kg과 mL처럼 섞인 단위도 그대로 넣으면 됩니다. 결과 아래 비커 그림은 고른 액체에 넣었을 때 뜨는지와 잠기는 비율을, 사다리는 밀도가 가까운 물질을 보여 줍니다.

밀도를 계산하는 때

밀도는 크기와 상관없이 물질마다 거의 정해진 값이라, 무게와 부피를 함께 알아야 하는 여러 상황에서 쓰입니다. 대표적인 경우는 다음과 같습니다.

• 무엇으로 만들었는지 짐작할 때: 과학 실험에서 금속 조각이나 돌의 질량과 부피를 재어 밀도를 구하고, 물질 표와 비교해 재료를 추정합니다. 사다리에 나오는 차이(%)가 작을수록 그 물질일 가능성이 큽니다.
• 부피로 무게를, 무게로 부피를 어림할 때: 철판·콘크리트처럼 치수는 알지만 무게를 모르는 재료, 또는 무게로 사고파는 액체가 몇 리터인지 알고 싶을 때 밀도를 곱하거나 나눕니다.
• 뜨는지 가라앉는지 알고 싶을 때: 물체의 평균 밀도가 액체보다 작으면 뜨고, 그 비율만큼 잠깁니다. 얼음과 빙산, 기름이 물 위에 뜨는 이유도 같습니다.
• 액체가 얼마나 진한지 볼 때: 설탕물·소금물처럼 무언가가 녹은 액체는 녹은 양이 많을수록 밀도가 커집니다. 같은 부피를 재어 밀도를 비교하면 농도의 차이를 짐작할 수 있습니다.

계산기 쓰는 법

1. '구할 값'에서 밀도, 질량, 부피 가운데 하나를 고릅니다. 처음에는 밀도가 골라져 있습니다.
2. 나머지 두 칸에 숫자를 넣고 칸 오른쪽에서 단위를 고릅니다. 밀도는 칸 아래 '물질 밀도 고르기'에서 물질을 골라 넣을 수도 있습니다.
3. 부피를 직접 모르면 부피 칸 아래에서 '물 눈금 차이로', '직육면체 치수로', '원기둥 치수로', '구 지름으로'를 고르고 나타난 칸을 채웁니다. 액체처럼 용기에 담아 재야 하면 질량 칸 아래에서 '용기째 잰 값 − 빈 용기'를 고릅니다.
4. 결과 띠에서 값, 식, 다른 단위 값을 확인합니다. 반올림한 값에는 '≈'가 붙고, 유효숫자는 3·4·6자리 가운데 고릅니다.
5. 비커 위 버튼으로 액체를 바꿔 보고, 사다리의 물질을 누르면 그 밀도가 밀도 칸에 들어갑니다. '링크 복사'는 지금 입력을 담은 주소를 복사합니다.

질량·부피·밀도를 서로 구하는 식

밀도, 질량, 부피는 한 식으로 묶여 있어서 두 값을 알면 나머지 하나가 정해집니다.

• 밀도: ρ = m ÷ V (예: 89.3 g ÷ 10 cm³ = 8.93 g/cm³)
• 질량: m = ρ × V (예: 7.874 g/cm³ × 1,000,000 cm³ = 7,874,000 g = 7,874 kg)
• 부피: V = m ÷ ρ (예: 1,000 g ÷ 0.91672 g/cm³ ≈ 1,090.8 cm³ ≈ 1.091 L)

단위가 섞여 있으면 먼저 질량을 g으로, 부피를 cm³로 바꾼 뒤 계산하고, 마지막에 원하는 밀도 단위로 바꿉니다. 1 mL는 1 cm³와 정확히 같고, 1 L는 1,000 cm³, 1 m³는 1,000,000 cm³입니다. 그래서 g/cm³, g/mL, kg/L는 숫자가 같고, kg/m³와 g/L는 그 1,000배입니다. 영미 단위는 미국 국립표준기술연구소(NIST) 정의값을 씁니다: 1 lb = 453.592 37 g, 1 oz = 1/16 lb, 1 in = 2.54 cm, 1 US gal = 231 in³ = 128 US fl oz.

질량과 부피를 재는 법

질량: 저울로 재고, 액체는 용기 무게를 뺍니다

고체는 저울에 그대로 올려 잽니다. 액체는 빈 용기의 질량을 먼저 재고, 액체를 담은 뒤 다시 재서 그 차이를 액체의 질량으로 씁니다. 계산기의 '용기째 잰 값 − 빈 용기'가 이 방법입니다. 예를 들어 빈 용기 50 g, 글리세린 100 mL를 담은 뒤 176.1 g이라면 질량은 126.1 g이고 밀도는 1.261 g/cm³입니다. 저울에 영점(용기 무게 빼기) 기능이 있으면 그 값을 바로 질량 칸에 넣어도 됩니다.

부피: 모양이 반듯하면 치수로, 아니면 물 눈금으로

• 직육면체: 가로 × 세로 × 높이. 5 cm × 2 cm × 1 cm 블록은 10 cm³입니다.
• 원기둥: π × (지름 ÷ 2)² × 높이. 지름 2 cm, 높이 5 cm인 막대는 약 15.71 cm³입니다.
• 구: π × 지름³ ÷ 6. 지름 3 cm인 공은 약 14.14 cm³입니다.
• 모양이 불규칙한 물체: 눈금 실린더에 물을 담고 넣기 전 눈금을 읽은 뒤, 물체를 완전히 잠기게 넣고 다시 읽습니다. 올라간 만큼이 부피입니다(1 mL = 1 cm³). 물에 녹거나 물을 빨아들이는 물체에는 쓸 수 없습니다.

작은 물체는 눈금 실린더의 눈금 간격보다 부피가 작아 오차가 큽니다. 이때는 물을 담은 컵을 저울에 올려 영점을 맞춘 뒤, 물체를 실에 매달아 바닥과 벽에 닿지 않게 완전히 담그는 방법이 있습니다. 저울에 늘어난 값은 물체가 밀어낸 물의 질량이므로, 그 g 값을 물의 밀도(20 °C에서 0.998207 g/cm³)로 나누면 부피(cm³)가 됩니다. 계산기에서는 이 부피를 부피 칸에 직접 넣으면 됩니다.

물질별 밀도 표

아래 값은 계산기의 '물질 밀도 고르기'와 사다리에 쓰는 값입니다. 원소는 미국 국립보건원 PubChem 주기율표에 적힌 값이고, 이 표에는 기준 온도가 따로 적혀 있지 않습니다. 같은 물질이라도 온도, 결정 구조, 순도에 따라 값이 조금씩 달라지므로 소수 둘째 자리 정도까지만 비교에 쓰는 편이 안전합니다.

공기 밀도는 1기압(101,325 Pa), 20 °C에서 이상 기체 식 ρ = p × M ÷ (R × T)로 계산했습니다. 건조 공기의 몰질량 M은 1976년 미국 표준 대기의 28.9644 g/mol, 기체 상수 R은 8.314 462 618 J/(mol·K)이고, 결과는 약 1.204 kg/m³입니다. 철은 순철 값이라 탄소가 섞인 강철과는 조금 다를 수 있습니다.

뜰까, 가라앉을까: 잠기는 비율 구하기

액체에 넣은 물체는 자기가 밀어낸 액체의 무게만큼 위로 떠받쳐집니다(아르키메데스의 원리). 그래서 물체의 평균 밀도가 액체보다 작으면 뜨고, 뜬 물체는 물체 밀도 ÷ 액체 밀도만큼의 부피가 잠긴 채로 멈춥니다. 반대로 물체가 더 무거우면 가라앉고, 액체 속에서는 공기 중 무게의 (1 − 액체 밀도 ÷ 물체 밀도)만큼으로 가볍게 느껴집니다.

올리브유는 물체가 아니라 액체이지만, 물에 섞이지 않고 위로 뜨는 층의 두께 비율도 같은 식으로 볼 수 있어 함께 넣었습니다. 수은은 철과 납까지 띄울 만큼 무겁지만 금은 수은보다 1.42배 무거워 가라앉습니다. 배와 구명조끼는 재료 자체가 물보다 무거워도 속에 공기가 들어 있어, 전체를 합친 평균 밀도가 물보다 작아서 뜹니다.

물의 밀도는 온도에 따라 달라집니다

물을 기준으로 비교할 때는 몇 °C의 물인지 확인해야 합니다. Tanaka 등(2001)이 계량 분야에 쓰도록 권고한 식으로 계산하면, 공기가 녹지 않은 순수한 물은 1기압에서 약 3.98 °C일 때 가장 무겁고 그보다 차갑거나 따뜻하면 가벼워집니다. 그래서 1 g/cm³는 근삿값이고, 0~30 °C에서는 소수 둘째 자리까지만 맞습니다(20 °C에서 차이 약 0.18%). 이 계산기의 비중은 가장 무거운 물(0.999975 g/cm³)을 1로 놓은 값입니다.

자주 틀리는 경우

• 단위를 맞추지 않고 나누기: 2 kg ÷ 500 mL를 2 ÷ 500 = 0.004로 쓰면 틀립니다. 2,000 g ÷ 500 cm³ = 4 g/cm³입니다.
• kg/m³와 g/cm³를 섞어 비교하기: 물 998 kg/m³와 알루미늄 2.7 g/cm³를 숫자만 보고 비교하면 안 됩니다. 같은 단위로 바꾸면 0.998과 2.7입니다.
• 무게와 질량을 같은 값으로 보면서 물속에서 재기: 물에 담근 채 저울에 단 값은 부력만큼 가벼워진 값이라 질량이 아닙니다.
• 공기 방울과 물 흡수: 물 눈금으로 잴 때 표면의 공기 방울은 부피를 크게, 나무·스펀지처럼 물을 빨아들이는 물체는 부피를 작게 만듭니다.
• 측정보다 많은 자리 적기: 67.5 g(유효숫자 3자리)과 25 cm³(2자리)로 구한 밀도는 2.7 g/cm³처럼 측정값 가운데 적은 자릿수에 맞춰 적는 것이 관례입니다. 계산기의 유효숫자 버튼으로 자릿수를 고를 수 있습니다.

한계와 주의

• 계산 결과는 물체 전체의 평균 밀도입니다. 속이 빈 물체, 구멍이 많은 물체, 여러 재료를 붙인 물체는 재료 하나의 밀도와 다르게 나옵니다.
• 밀도가 같은 물질이 여럿 있으므로 밀도만으로 물질을 확정할 수 없습니다. 금(19.282)과 텅스텐(19.3)이 대표적인 예입니다.
• 물질 표와 액체 밀도는 대표값입니다. 온도, 압력, 순도, 합금 비율에 따라 실제 값이 달라지며, 기체는 온도와 압력에 따라 크게 바뀝니다.
• 비커 그림은 표면장력, 물체의 모양과 기울기, 액체끼리 섞이는 현상은 고려하지 않고 밀도의 비만으로 그린 것입니다. 바닷물은 1.025 g/cm³로 가정했습니다.
• 입력한 값은 이 브라우저 안에서만 계산하고 서버로 보내지 않습니다.

기준: 단위 계수는 NIST Handbook 44(2026) 부록 C의 정의값이고, 물 밀도 식은 Tanaka 등(2001)입니다. 물질 밀도는 PubChem·IAPWS·Codex·NOAA 자료를 2026년 10월 20일에 확인했습니다.

출처

• 01PubChem, Periodic Table of Elements미국 국립보건원(NIH). 원소 밀도(주기율표 CSV의 Density 열)
• 02PubChem, Ethanol (CID 702)0.7893 g/cm³ at 20 °C(CRC Handbook, HSDB). 글리세롤 CID 753·염화나트륨 CID 5234·자당 CID 5988도 같은 형식으로 확인
• 03Tanaka M. 외, Recommended table for the density of water between 0 °C and 40 °C based on recent experimental reports, Metrologia 38 (2001) 301–309물 밀도 식과 상수(a5 = 999.974 950 kg/m³)
• 04IAPWS R10-06(2009), Equation of State 2006 for H₂O Ice Ih표 6: 1기압 녹는점의 얼음 밀도 916.721 kg/m³
• 05Codex Alimentarius, Standard for Olive Oils and Olive Pomace Oils (CXS 33-1981)상대 밀도(20 °C/20 °C 물) 0.910~0.916
• 06NOAA NCEI, World Ocean Database 2018 notes환산에 쓰는 바닷물 밀도 1025 kg/m³
• 07NIST Handbook 44 (2026) Appendix C, General Tables of Units of Measurement1 lb = 453.592 37 g, 1 oz = 28.349 523 125 g, 1 in = 2.54 cm, 1 gal = 231 in³ = 128 fl oz(정확)
• 08U.S. Standard Atmosphere, 1976 (NASA-TM-X-74335)건조 공기 몰질량 28.9644 g/mol
• 09NIST CODATA, molar gas constantR = 8.314 462 618 J/(mol·K), 정확값

자주 묻는 질문

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