Massa específica, peso específico e densidade relativa

Visão Geral

Densidade ($\rho$) é a massa por unidade de volume e é uma propriedade física fundamental usada para caracterizar substâncias. Em uma dada temperatura e pressão, a densidade é constante para um material puro, tornando-a útil para identificações e cálculos de engenharia.

Gravidade Específica (SG), também chamada de densidade relativa, é a razão adimensional entre a densidade de uma substância e a densidade da água em uma temperatura de referência — tipicamente 4 °C onde a água atinge sua densidade máxima de 1000 kg/m³.

Peso Específico ($\gamma$) é o peso gravitacional por unidade de volume, ligando a densidade à aceleração local da gravidade.

Fórmulas Principais

Density

$\rho = \frac{m}{V}$

Massa dividida por volume. A unidade SI é kg/m³; a unidade Imperial é slugs/ft³ (embora lbm/ft³ seja comum na prática).

Gravidade Específica

$SG = \frac{\rho_{\text{substance}}}{\rho_{\text{H}_2\text{O}}}$

Porque SG é adimensional, seu valor é idêntico nos sistemas SI e Imperial. Para sólidos e líquidos, a referência é a água; para gases, a referência é tipicamente ar seco em NTP (20 °C, 1 atm), onde $\rho_{\text{air}} \approx 1.204\;\text{kg/m}^3$.

Peso Específico

$\gamma = \rho \cdot g$

onde $g$ = 9.807 m/s² (SI) ou 32.174 ft/s² (Imperial).

Volume Específico

O volume específico é o recíproco da densidade:

$\nu = \frac{1}{\rho}$

A unidade SI é m³/kg. Em unidades de engenharia Imperial, pode ser expresso como ft³/slug quando a densidade está em slugs/ft³.

Variáveis

Conversões de Unidades

• 1 slug = 32.174 lbm = 14.594 kg
• 1 kg = 2.2046 lbm = 6.852 × 10⁻² slugs
• Água a 4 °C: 1000 kg/m³ = 1.940 slugs/ft³ = 62.4 lb/ft³

Gravidade Específica de Substâncias Comuns

Peso Específico de Materiais Comuns

Tabelas de Fonte Original Restauradas

As tabelas a seguir são restauradas da página de fonte original para preservar os dados de referência completos.

Gravidades Específicas de Substâncias Comuns

Peso Específico de Materiais Comuns

Notas de Engenharia

• Massa vs. peso: Densidade usa massa (kg, slugs); peso específico usa força (N, lbf). Confundir libra-massa (lbm) e libra-força (lbf) é uma fonte comum de erro em cálculos imperiais.
• Dependência da temperatura: A densidade varia com a temperatura. A água é uma exceção a 4 °C, onde atinge sua densidade máxima. Sempre anote a temperatura de referência ao reportar SG ou densidade.
• Dependência da pressão: Para líquidos e sólidos, o efeito é pequeno. Para gases, a densidade é fortemente dependente da pressão — use a lei dos gases ideais ($\rho = p / (R\,T)$) ou modelos de gases reais conforme necessário.
• SG para líquidos: Porque o valor de SG é igual à densidade em g/mL (ou Mg/m³), ele fornece uma maneira rápida de estimar a densidade sem conversão de unidades.
• Compósitos e ligas: Os valores de SG tabelados são para materiais puros. Ligas, polímeros e compósitos variam com a composição e o processamento.

Referências

• Engineering ToolBox — Densidade, Peso Específico e Gravidade Específica