La gravetat específica és un concepte fonamental en la ciència que ens permet comprendre les propietats físiques i químiques de diverses substàncies. Aquesta mesura és essencial en camps que van des de la química i la geologia fins a la indústria alimentària i enginyeria.
En aquest article, explicarem detalladament què és la gravetat específica, com es calcula, les seves aplicacions al món real i la seva importància en la vida quotidiana.
Què és la gravetat específica?
La gravetat específica, sovint abreujada com GE o SG (per les sigles en anglès, Specific Gravity), és una mesura que compara la densitat d'una substància amb la densitat de l'aigua a una temperatura i pressió específiques.
En altres paraules, la gravetat específica ens indica com més dens o menys dens és un material en comparació de l'aigua.
Definició de densitat
La densitat fa referència a la quantitat de massa continguda en un volum específic. Al Sistema Internacional d'Unitats (SI), la densitat s'expressa en grams per centímetre cúbic (g/cm³) o quilograms per metre cúbic (kg/m³).
La densitat de laigua a una temperatura i pressió estàndard és daproximadament 1 g/cm³.
Fórmula de la gravetat específica
La fórmula per calcular la gravetat específica és:
On:
-
GE representa la gravetat específica.
-
ρ s és la densitat de la substància.
-
ρ H2O és la densitat de l'aigua a la mateixa temperatura i pressió.
Exemple de càlcul
Per exemple, si la densitat d'una substància és de 2 g/cm³ i es troba a les mateixes condicions que l'aigua (1 g/cm³), aleshores la gravetat específica d'aquesta substància és de 2.
Unitats
És important tenir en compte que la gravetat específica és una relació i, per tant, no té unitats. Les unitats de densitat (kg/m³) es cancel·len a la divisió, deixant el valor adimensional de la gravetat específica.
Taula amb valors d'exemple
Aquí teniu una taula que inclou diferents substàncies, incloent oli, mel i substàncies relacionades amb l'energia nuclear, amb les seves densitats, gravetats específiques i descripcions. Estan ordenades de major a menor gravetat específica:
|
Substància |
Densitat (kg/m³) |
Gravetat específica |
Descripció |
|
19050 |
19.05 |
Un element metàl·lic dens utilitzat en reactors nuclears. |
|
|
19816 |
19.82 |
Un element radioactiu que s'utilitza en la fabricació d'armes nuclears i l'energia nuclear. |
|
|
Plom |
11340 |
11.34 |
Un metall pesat comunament utilitzat a la indústria i protecció contra la radiació. |
|
Mercuri |
13546 |
13.546 |
Un metall líquid a temperatura ambient, tòxic i utilitzat en el mesurament de pressió. |
|
Gel |
917 |
0.917 |
L´estat sòlid de l´aigua, menys dens que l´aigua líquida. |
|
1000 |
1 |
L'estàndard per a la gravetat específica, amb una densitat de 1000 kg/m³. |
|
|
880 |
0.88 |
Un oli lubricant utilitzat en motors de combustió interna. |
|
|
Benzina |
720 |
0.72 |
Un combustible líquid utilitzat en automòbils i motors de combustió. |
|
1360 |
1.36 |
Un líquid viscós produït per les abelles, utilitzat com a edulcorant ia la cuina. |
L'urani i el plutoni tenen una gravetat específica molt elevada perquè són elements amb un elevat pes atòmic. Aquesta característica els converteix en àtoms inestables ideals per fabricar combustible per a les centrals nuclears.
D'altra banda, substàncies com l'oli de motor i la benzina són menys denses i s'utilitzen com a lubrificants i combustibles en motors. La mel, per la seva banda, és més densa que l'aigua pel seu alt contingut de sucres i altres components.
Com es calcula la gravetat específica?
Calcular la gravetat específica és un procés relativament senzill. Primer, cal determinar la densitat de la substància en qüestió i la densitat de l'aigua a la mateixa temperatura i pressió. Després divideix la densitat de la substància entre la densitat de l'aigua.
Vegem-ne un exemple pràctic
Suposem que teniu una mostra d'un mineral i voleu calcular-ne la gravetat específica. Primer, mesura la massa en grams i el volum en centímetres cúbics. Després, divideix la massa pel volum per obtenir-ne la densitat en g/cm³.
Finalment, aquesta densitat divideix per la densitat de l'aigua a les mateixes condicions per obtenir la gravetat específica del mineral.
Aplicacions científiques i industrials
La gravetat específica té una àmplia varietat d'aplicacions a diferents camps científics i industrials:
- Geologia En geologia, la gravetat específica s'utilitza per caracteritzar i classificar minerals i roques. Cada mineral té una gravetat específica única per les seves composicions químiques i estructures cristal·lines. Aquesta mesura és essencial per identificar minerals en estudis geològics i en la prospecció de jaciments minerals.
- Indústria alimentària : a la indústria alimentària s'utilitza aquesta relació per determinar la concentració de sucres, salinitat, alcohol i altres components en solucions. Per exemple, a la producció de vins i cerveses, la gravetat específica s'utilitza per controlar la fermentació i estimar el contingut d'alcohol.
- Enginyeria En enginyeria, és crucial en la construcció d'estructures flotants, com embarcacions i boies. Ajuda a calcular la capacitat de flotació ia garantir que els objectes surin en un líquid particular.
- Medicina : A la medicina, la gravetat específica de l'orina s'utilitza com a indicador de la concentració de soluts i la hidratació del cos. És una eina important en el diagnòstic de condicions mèdiques i en el monitoratge de la salut dels pacients.
- Indústria química En la indústria química, s'empra en la formulació i qualitat de productes químics, com àcids, bases i solvents. Ajuda a garantir que les solucions siguin preparades amb la concentració adequada.