Gravidade específica: quando a própria gravidade não é específica o suficiente

A gravidade específica de uma substância é a razão entre sua densidade a uma substância de referência especificada. Essa proporção é um número puro, sem unidades.

Se a taxa de gravidade específica para uma determinada substância for menor que 1, isso significa que o material flutuará na substância de referência. Quando a taxa de gravidade específica para um determinado material é maior que 1, isso significa que o material afundará na substância de referência.

Isso está relacionado ao conceito de flutuabilidade. O iceberg flutua no oceano (como na figura) porque sua gravidade específica em referência à água é menor que 1.

Este aumento vs. fenômeno de naufrágio é a razão pela qual o termo "gravidade específica" é aplicado, embora a própria gravidade não tenha um papel significativo nesse processo. Mesmo de uma maneira substancialmente diferente campo gravitacional, os relacionamentos de densidade permaneceriam inalterados. Por esse motivo, seria muito melhor aplicar o termo "densidade relativa" entre duas substâncias, mas, por razões históricas, o termo "gravidade específica" permanece.

Para fluidos, a substância de referência é geralmente a água, com uma densidade de 1,00 x 10³ kg / m³ a 4 graus Celsius (temperatura mais densa da água), usada para determinar se o fluido afundará ou não na água. Nos trabalhos de casa, isso geralmente é considerado a substância de referência ao trabalhar com líquidos.

Para gases, a substância de referência é geralmente o ar normal à temperatura ambiente, com uma densidade de aproximadamente 1,20 kg / m³. Nos trabalhos de casa, se a substância de referência não for especificada para um problema de gravidade específico, geralmente é seguro assumir que você está usando isso como sua substância de referência.

A gravidade específica (SG) é uma razão da densidade da substância de interesse (ρ_Eu) à densidade da substância de referência (ρ_r). (Nota: O símbolo grego rho, ρ, é geralmente usado para representar a densidade.) Isso pode ser determinado usando a seguinte fórmula:

SG = ρ_Eu ÷ ρ_r = ρ_Eu / ρ_r

Agora, considerando que a densidade é calculada a partir de massa e volume através da equação ρ = m/V, isso significa que, se você tomar duas substâncias do mesmo volume, o SG poderá ser reescrito como uma proporção de suas massas individuais:

SG = ρ_Eu / ρ_r

SG = m_Eu/ V / m_r/ V

SG = m_Eu / m_r

E, já que o peso W = mg, isso leva a uma fórmula escrita como uma proporção de pesos:

SG = m_Eu / m_r

SG = m_Eug / m_rg

SG = W_Eu / W_r

É importante lembrar que esta equação funciona apenas com a suposição anterior de que o volume das duas substâncias é igual, então quando falamos sobre os pesos das duas substâncias nesta última equação, é o peso do volumes iguais das duas substâncias.

Então, se quiséssemos descobrir a gravidade específica do etanol na água, e sabemos o peso de um galão de água, precisaríamos saber o peso de um galão de etanol para completar o Cálculo. Ou, alternativamente, se soubéssemos a gravidade específica do etanol na água e o peso de um galão de água, poderíamos usar essa última fórmula para encontrar o peso de um galão de etanol. (E, sabendo disso, poderíamos usá-lo para encontrar o peso de outro volume de etanol convertendo. Esses são os tipos de truques que você pode encontrar entre os problemas de lição de casa que incorporam esses conceitos.)

Gravidade específica é um conceito que aparece em uma variedade de aplicações industriais, particularmente no que se refere à dinâmica de fluidos. Por exemplo, se você já levou seu carro para manutenção e o mecânico mostrou como pequenas bolas de plástico flutuavam em seu fluido de transmissão, você viu uma gravidade específica em ação.

Dependendo da aplicação específica em questão, essas indústrias podem usar o conceito com uma substância de referência diferente da água ou do ar. As suposições anteriores se aplicavam apenas à lição de casa. Ao trabalhar em um projeto real, você deve saber com certeza qual é a sua gravidade específica e não deve ter que fazer suposições sobre isso.