Peso specifico

Il peso specifico di una sostanza è il rapporto tra la sua densità e una specifica sostanza di riferimento. Questo rapporto è un numero puro, che non contiene unità.

Se il rapporto di gravità specifico per una data sostanza è inferiore a 1, significa che il materiale galleggerà nella sostanza di riferimento. Quando il rapporto di gravità specifico per un dato materiale è maggiore di 1, significa che il materiale affonderà nella sostanza di riferimento.

Questo è legato al concetto di galleggiabilità. L'iceberg galleggia nell'oceano (come nella foto) perché il suo peso specifico in riferimento all'acqua è inferiore a 1.

Questo fenomeno crescente rispetto al calo è la ragione per cui viene applicato il termine "gravità specifica", sebbene la gravità stessa non svolga alcun ruolo significativo in questo processo. Anche in un campo gravitazionale sostanzialmente diverso, le relazioni di densità sarebbero invariate. Per questo motivo, sarebbe molto meglio applicare il termine "densità relativa" tra due sostanze, ma per ragioni storiche il termine "gravità specifica" è rimasto bloccato.

Gravità specifica per fluidi

Per i fluidi, la sostanza di riferimento è generalmente l'acqua, con una densità di 1,00 x 10³ kg / m³ a 4 gradi Celsius (la temperatura più densa dell'acqua), utilizzata per determinare se il fluido affonderà o galleggerà o meno nell'acqua. Nei compiti a casa, di solito si presume che questa sia la sostanza di riferimento quando si lavora con liquidi.

Gravità specifica per gas

Per i gas, la sostanza di riferimento è generalmente aria normale a temperatura ambiente, che ha una densità di circa 1,20 kg / m³. Nei compiti a casa, se la sostanza di riferimento non è specificata per un problema di gravità specifico, di solito è lecito ritenere che la si stia utilizzando come sostanza di riferimento.

Equazioni per gravità specifica

Il peso specifico (SG) è un rapporto della densità della sostanza di interesse (ρ_io) alla densità della sostanza di riferimento (ρ_r). (Nota: Il simbolo greco rho, ρ, è comunemente usato per rappresentare la densità.) Che può essere determinato usando la seguente formula:

SG = ρ_io ÷ ρ_r = ρ_io / ρ_r

Ora, considerando che la densità viene calcolata dalla massa e dal volume attraverso l'equazione ρ = m/V, questo significa che se prendessi due sostanze dello stesso volume, l'SG potrebbe essere riscritto come rapporto delle loro masse individuali:

SG = ρ_io / ρ_r

SG = m_io/ V / m_r/ V

SG = m_io / m_r

E, dal momento che il peso W = mg, che porta a una formula scritta come un rapporto di pesi:

SG = m_io / m_r

SG = m_iog / m_rg

SG = W_io / W_r

È importante ricordare che questa equazione funziona solo con la nostra precedente ipotesi che il volume delle due sostanze sia uguale, quindi quando parliamo dei pesi delle due sostanze in quest'ultima equazione, è il peso di volumi uguali delle due sostanze.

Quindi, se volessimo scoprire il peso specifico dell'etanolo per l'acqua e conosciamo il peso di un gallone di acqua, allora dovremmo conoscere il peso di un gallone di etanolo per completare il calcolo. Oppure, in alternativa, se conoscessimo il peso specifico dell'etanolo per l'acqua e conoscessimo il peso di un gallone d'acqua, potremmo usare quest'ultima formula per trovare il peso di un gallone di etanolo. (E, sapendolo, potremmo usarlo per trovare il peso di un altro volume di etanolo convertendolo. Questi sono i tipi di trucchi che potresti trovare tra i problemi dei compiti che incorporano questi concetti.)

Applicazioni di gravità specifica

Il peso specifico è un concetto che si presenta in una varietà di applicazioni industriali, in particolare per quanto riguarda la fluidodinamica. Ad esempio, se hai mai portato la tua auto in servizio e il meccanico ti ha mostrato come piccole sfere di plastica fluttuavano nel fluido di trasmissione, hai visto un peso specifico in azione.

A seconda dell'applicazione specifica in questione, tali industrie possono utilizzare il concetto con una sostanza di riferimento diversa dall'acqua o dall'aria. Le ipotesi precedenti si applicavano solo ai compiti. Quando stai lavorando a un vero progetto, dovresti sapere con certezza a cosa si riferisce il tuo peso specifico e non dovresti fare ipotesi al riguardo.