¿Qué es el peso específico?

El peso específico, también llamado peso unitario o, a veces, densidad de peso, describe el peso de una sustancia en relación con su volumen. A menudo se usa como una propiedad característica de fluidos y suelos en los campos de mecánica de fluidos y mecánica de suelos, respectivamente. El peso específico de cualquier sustancia dada no es constante; puede cambiar según la temperatura y la presión.

La letra griega minúscula gamma, que se parece a una "y", generalmente representa un peso específico en las ecuaciones. Típicamente, la ecuación "gamma = rho * g" se usa para calcular pesos específicos. Rho, una letra griega que parece una "p" redondeada, representa la densidad de la sustancia, la masa de la sustancia en relación con su volumen. Algunas veces llamada la constante local, "g" representa la aceleración debida a la gravedad, que es 32.2 pies por segundo cuadrado (aproximadamente 9.81 metros por segundo cuadrado) en la superficie de la Tierra.

Las unidades estándar de densidad son babosas por pie cúbico (babosas / pie ^ 3) o libras-masa por pie cúbico (lbm / pie ^ 3) en unidades imperiales y kilogramos por metro cúbico (kg / m ^ 3) en unidades métricas. La constante "g" se mide en pies por segundo cuadrado (pies / s ^ 2) o metros por segundo cuadrado (m / s ^ 2). Multiplicar la densidad por "g" da como resultado unidades de libras-fuerza por pie cúbico (lbf / ft ^ 3) o Newtons por metro cúbico (N / m ^ 3).

Como ejemplo, el agua tiene una densidad de 1,000 kg / m ^ 3 en unidades métricas. Multiplicar por 9.81 m / s ^ 2 resulta en un peso específico de 9,810 N / m ^ 3. En unidades imperiales, la densidad del agua es 1.94 babosas / pie ^ 3, y multiplicar por 32.2 pies / s ^ 2 resulta en 62.4 lb / pie ^ 3. Sin embargo, este cálculo no se utiliza cuando la densidad se mide en lbm. Una libra de masa es equivalente a una libra de fuerza, por lo que si una sustancia tiene una densidad de 10 lbm / ft ^ 3, tendrá un peso específico de 10 lbf / ft ^ 3.

Cuando se usa en referencia a los suelos, el peso específico generalmente se conoce como peso unitario y se calcula de manera algo diferente. Normalmente se calculan dos tipos de unidades de peso para muestras de suelo: la unidad de peso a granel y la unidad de peso seco. El peso unitario a granel es el peso unitario de la muestra cuando los poros del suelo contienen aire y agua. Para determinar el peso unitario seco, se utiliza equipo de laboratorio para secar completamente una muestra de suelo para que no contenga agua. El peso unitario a granel se define como el peso total dividido por el volumen total, mientras que el peso unitario seco es el peso seco dividido por el volumen total.

La densidad cambia en función de la presión y la temperatura, y dado que el peso específico se basa en la densidad, también puede cambiar. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura porque las moléculas en la sustancia se separan más. La densidad aumenta a medida que aumenta la presión porque la presión obliga a las moléculas a estar más juntas.