Gravitatea specifică a unei substanțe este raportul dintre acestea densitate la o substanță de referință specificată. Acest raport este un număr pur, care nu conține unități.
Dacă raportul gravitațional specific pentru o anumită substanță este mai mic de 1, aceasta înseamnă că materialul va pluti în substanța de referință. Când raportul gravitațional specific pentru un material dat este mai mare de 1, aceasta înseamnă că materialul se va scufunda în substanța de referință.
Aceasta este legată de conceptul de flotabilitate. Aisbergul plutește în ocean (ca în imagine) deoarece gravitația sa specifică în apă este mai mică de 1.
Această creștere vs. fenomenul scufundării este motivul pentru care se aplică termenul „gravitație specifică”, deși gravitația în sine nu joacă niciun rol semnificativ în acest proces. Chiar într-o substanță diferită câmp gravitațional, relațiile de densitate ar fi neschimbate. Din acest motiv, ar fi mult mai bine să se aplice termenul „densitate relativă” între două substanțe, dar din motive istorice, termenul „gravitate specifică” s-a blocat.
Gravitate specifică pentru lichide
Pentru lichide, substanța de referință este de obicei apa, cu o densitate de 1,00 x 103 kg / m3 la 4 grade Celsius (temperatura cea mai densă a apei), folosită pentru a determina dacă lichidul se va scufunda sau nu va pluti în apă. În temele, se presupune că aceasta este de obicei substanța de referință atunci când lucrați cu lichide.
Gravitate specifică pentru gaze
Pentru gaze, substanța de referință este de obicei aer normal la temperatura camerei, care are o densitate de aproximativ 1,20 kg / m3. În temele de acasă, dacă substanța de referință nu este specificată pentru o problemă de gravitate specifică, este de obicei sigur să presupui că utilizați aceasta ca substanță de referință.
Ecuații pentru gravitate specifică
Greutatea specifică (SG) este un raport dintre densitatea substanței de interes (ρeu) la densitatea substanței de referință (ρr). (Notă: Simbolul grec rho, ρ, este frecvent utilizat pentru a reprezenta densitatea.) Aceasta poate fi determinată folosind următoarea formulă:
SG = ρeu ÷ ρr = ρeu / ρr
Acum, având în vedere că densitatea este calculată din masa și volumul prin ecuație ρ = m/V, acest lucru înseamnă că, dacă luați două substanțe cu același volum, SG ar putea fi rescris ca un raport dintre masele lor individuale:
SG = ρeu / ρr
SG = meu/ V / mr/ V
SG = meu / mr
Și, din moment ce greutatea W = mg, care duce la o formulă scrisă ca raport dintre greutăți:
SG = meu / mr
SG = meug / mrg
SG = Weu / Wr
Este important să ne amintim că această ecuație funcționează doar cu presupunerea noastră anterioară că volumul celor două substanțele sunt egale, deci atunci când vorbim despre greutățile celor două substanțe din această ultimă ecuație, aceasta este greutatea de volume egale dintre cele două substanțe.
Deci, dacă am fi dorit să aflăm gravitatea specifică a etanolului față de apă și știm greutatea unuia galon de apă, atunci ar trebui să cunoaștem greutatea unui galon de etanol pentru a completa calcul. Sau, alternativ, dacă cunoaștem gravitația specifică a etanolului față de apă și știam greutatea unui galon de apă, am putea folosi această ultimă formulă pentru a găsi greutatea unui galon de etanol. (Și, știind asta, l-am putea folosi pentru a găsi greutatea unui alt volum de etanol prin conversie. Acestea sunt tipurile de trucuri pe care le puteți găsi printre problemele legate de temele care încorporează aceste concepte.)
Aplicații de gravitate specifică
Gravitatea specifică este un concept care apare într-o varietate de aplicații industriale, în special în ceea ce privește dinamica fluidelor. De exemplu, dacă ți-ai luat vreodată mașina în service și mecanicul ți-a arătat cum bile mici de plastic pluteau în fluidul de transmisie, ai văzut o gravitate specifică în acțiune.
În funcție de aplicația specifică respectivă, aceste industrii pot utiliza conceptul cu o substanță de referință diferită de apă sau aer. Presupunerile anterioare s-au aplicat numai temelor. Când lucrați la un proiect real, ar trebui să știți cu siguranță la ce se referă gravitatea dvs. specifică și nu ar trebui să faceți presupuneri despre el.