A gravidade específica é um conceito fundamental na ciência que nos permite compreender as propriedades físicas e químicas de diversas substâncias. Esta medição é essencial em áreas que vão desde a química e geologia até à indústria alimentar e engenharia.
Neste artigo explicaremos detalhadamente o que é a gravidade específica, como ela é calculada, suas aplicações no mundo real e sua importância na vida cotidiana.
O que é gravidade específica?
A gravidade específica, muitas vezes abreviada como GE ou SG, é uma medida que compara a densidade de uma substância com a densidade da água a uma temperatura e pressão específicas.
Em outras palavras, a gravidade específica nos diz o quanto um material é mais denso ou menos denso em comparação com a água.
Definição de densidade
Densidade refere-se à quantidade de massa contida em um volume específico. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a densidade é expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm³) ou quilogramas por metro cúbico (kg/m³).
A densidade da água em temperatura e pressão padrão é de aproximadamente 1 g/cm³.
Fórmula de Gravidade Específica
A fórmula para calcular a gravidade específica é:
Onde:
-
GE representa a gravidade específica.
-
ρ s é a densidade da substância.
-
ρ H2O é a densidade da água na mesma temperatura e pressão.
Exemplo de cálculo
Por exemplo, se a densidade de uma substância é 2 g/cm³ e ela está nas mesmas condições que a água (1 g/cm³), então a gravidade específica dessa substância é 2.
Unidades
É importante observar que a gravidade específica é uma proporção e, portanto, não possui unidades. As unidades de densidade (kg/m³) se anulam na divisão, deixando o valor adimensional da gravidade específica.
Tabela com valores de exemplo
Aqui está uma tabela que inclui diferentes substâncias, incluindo petróleo, mel e substâncias relacionadas à energia nuclear, com suas densidades, gravidades específicas e descrições. Eles são ordenados da gravidade específica mais alta para a mais baixa:
|
Substância |
Densidade (kg/m³) |
Gravidade específica |
Descrição |
|
19050 |
19.05 |
Um elemento metálico denso usado em reatores nucleares. |
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|
19816 |
19,82 |
Elemento radioativo utilizado na fabricação de armas nucleares e energia nuclear. |
|
|
Liderar |
11340 |
11h34 |
Um metal pesado comumente usado na indústria e na proteção contra radiação. |
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Mercúrio |
13546 |
13.546 |
Metal líquido à temperatura ambiente, tóxico e utilizado na medição de pressão. |
|
Gelo |
917 |
0,917 |
O estado sólido da água, menos denso que a água líquida. |
|
1000 |
1 |
O padrão para gravidade específica, com densidade de 1000 kg/m³. |
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|
880 |
0,88 |
Óleo lubrificante utilizado em motores de combustão interna. |
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|
Gasolina |
720 |
0,72 |
Combustível líquido usado em automóveis e motores de combustão. |
|
1360 |
1,36 |
Líquido viscoso produzido pelas abelhas, utilizado como adoçante e na culinária. |
O urânio e o plutônio têm gravidade específica muito elevada porque são elementos com alto peso atômico. Essa característica os torna átomos instáveis, ideais para produzir combustível para usinas nucleares.
Por outro lado, substâncias como óleo de motor e gasolina são menos densas e são utilizadas como lubrificantes e combustíveis em motores. O mel, por sua vez, é mais denso que a água devido ao seu alto teor de açúcares e outros componentes.
Como a gravidade específica é calculada?
Calcular a gravidade específica é um processo relativamente simples. Primeiro você deve determinar a densidade da substância em questão e a densidade da água na mesma temperatura e pressão. Em seguida, divida a densidade da substância pela densidade da água.
Vejamos um exemplo prático
Suponha que você tenha uma amostra de um mineral e queira calcular sua gravidade específica. Primeiro, meça sua massa em gramas e seu volume em centímetros cúbicos. Em seguida, divida a massa pelo volume para obter sua densidade em g/cm³.
Por fim, divida essa densidade pela densidade da água nas mesmas condições para obter a gravidade específica do mineral.
Aplicações científicas e industriais
A gravidade específica tem uma ampla variedade de aplicações em diferentes campos científicos e industriais:
- Geologia : Na geologia, a gravidade específica é usada para caracterizar e classificar minerais e rochas. Cada mineral tem uma gravidade específica única devido às suas composições químicas e estruturas cristalinas. Essa medição é essencial para identificação de minerais em estudos geológicos e na prospecção de jazidas minerais.
- Indústria alimentícia : na indústria alimentícia esta relação é utilizada para determinar a concentração de açúcares, salinidade, álcool e outros componentes em soluções. Por exemplo, na produção de vinhos e cervejas, a gravidade específica é utilizada para controlar a fermentação e estimar o teor alcoólico.
- Engenharia : Na engenharia é fundamental na construção de estruturas flutuantes, como barcos e bóias. Ajuda a calcular a flutuabilidade e garantir que os objetos flutuem em um líquido específico.
- Medicina : Na medicina, a gravidade específica da urina é usada como indicador da concentração de solutos e da hidratação do corpo. É uma ferramenta importante no diagnóstico de condições médicas e no monitoramento da saúde dos pacientes.
- Indústria química : Na indústria química é utilizado na formulação e qualidade de produtos químicos, como ácidos, bases e solventes. Ajuda a garantir que as soluções sejam preparadas na concentração adequada.