부피(Volumetric)는 물질(고체, 액체, 기체, 플라스마)이나 도형이 차지하거나 포함하는 공간으로 닫힌 표면에 의해 둘러쌓인 3차원 공간의 용적이다. SI 단위는 세제곱미터이다.
상세
공간에서 한 물체가 차지하는 양을 뜻한다. 3차원 체계에서의 크기로 정의되며, 이는 3개의 길이(너비,높이,깊이)로 표현된다는 것을 의미한다. '~을 차지하는 부분'을 이용해 비유적인 뜻으로도 쓰인다. 어감 때문에 한자어처럼 느껴지지만, 실은 순우리말이다. 요즘엔 잘 안 쓰이긴 하지만 이 말의 형용사 버전이 '부프다'인데, 무게는 안 나가지만 부피가 크다는 뜻[1]이 있으며 대표적으로 겨울옷이 있다. 한자어로는 체적(體積)이라고 하며 중국과 일본에서는 이 표현을 쓴다. 지금도 물리학 쪽이나 베테랑 교수님들은 이 표현을 많이 쓴다.
단위로는 주로 리터(L)가 사용된다. cc(세제곱센티미터)나 m³(세제곱미터 혹은 입방미터)를 단위로 쓰는 경우도 있긴 하지만 어차피 1L=1000cc=0.001m³이니 크게 다른 것은 아니다. 대부분의 부피 측정 도구들은 부피 단위로 리터를 사용하고 있고 그러다보니 밀도나 농도의 단위도 g/L나 mol/L 등 리터가 쓰인다.
미국 단위계에는 부피를 표시하는 단위도 따로 있다. 단위 자체가 SI단위와 다르니 당연한 것이지만.
건축이나 산업 현장에서는 일본식 표현에서 온 단위로 '루베' 또는 '누베'를 많이 사용하기도 한다. (1루베 = 1세제곱미터)
조금 더 수학적으로 바라본다면 3차원 유클리드 공간 위의 측도라고 할 수 있다. 이것을 이용하면 우리가 사는 공간의 어지간한 대상들은 부피를 모두 정의할 수 있다 또한, 길이에 대한 측도가 열린구간을 이용해 정의하는 것처럼 이 또한 열린집합을 이용하여 정의한다. 더 자세한 내용은 해당 문서 참조. 다만 부피를 수학적인 성질로 정의할 수는 없다. 길이는 노름이라는 평행이동과 회전이동에 보존적인 성질을 지닌 함수로 대체할 수 있고, 넓이 역시 비슷한 함수가 존재한다는게 알려져 있는데 부피는 이게 불가능하며 수학적으로 3차원 이상의 영역을 표현하는 초부피에서 유클리드 변환을 거치더라도 불변하는 수학적 성질을 보존하는 3차원 이상의 초부피를 표현할 함수는 존재하지 않는다는게 증명되어 있다. 이를 강한 바나흐-타르스키 역설이라고 하며, 1, 2차원에서의 유클리드 변환을 모아놓은 유클리드 군이 단순하게 평행이동과 회전이동으로 구성되어 있다면, 3차원 이상에서는 여기에 평면에 대한 반사이동을 비롯한 다양한 형태가 추가되기 때문에 유클리드 군 자체가 매우 복잡해져서 발생하는 문제다.
전기차 배터리 부피
전기차에서 배터리 용량을 키우는 일은 그리 간단하지 않다. 배터리가 차지하는 부피와 무게 때문이다. 전기차에서는 배터리의 에너지 밀도가 무척 중요한 개념으로 여겨진다. 에너지 밀도는 무게(Gravimetric)와 부피를 기준으로 단위 무게나 부피에 저장할 수 있는 에너지(충전전력량)로 표시한다. 대개 무게 기준 에너지 밀도의 단위는 Wh/킬로그램(kg), 부피 기준 에너지 밀도의 단위는 Wh/리터(l)가 쓰인다. 어느 쪽이든 에너지 밀도는 높은 쪽이 좋다. 에너지 밀도가 높다는 것은 크기는 작고 무게는 가벼우면서 저장할 수 있는 전기 에너지는 크다는 뜻이고, 달리 말하면 같은 양의 에너지를 저장하더라도 배터리의 무게나 부피를 줄일 수 있다는 뜻이다.[1] 전고체 배터리는 안정성이 높고 부피가 작아 차세대 전기차의 '게임체인저'로 불린다.
참고자료
같이 보기
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