Peso specifico - Specific weight

Il peso specifico , noto anche come peso unitario , è il peso per unità di volume di un materiale.

Un valore comunemente usato è il peso specifico dell'acqua sulla Terra a 4 ° C (39 ° F), che è 9,807 kilonewton per metro cubo o 62,43 libbre per piede cubo .

I termini peso specifico , e meno spesso peso specifico , sono usati anche per la densità relativa . Un simbolo comune per il peso specifico è γ , la lettera greca Gamma .

  Gamma = Weight Of Fluid/Volume Of Fluid

Definizione

Il peso specifico, γ , di un materiale è definito come il prodotto della sua densità , ρ , e la caduta standard , g :

La densità del materiale è definita come massa per unità di volume, tipicamente misurata in kg/m ³ . La gravità standard è l'accelerazione di gravità, solitamente espressa in m/s ² , e sulla Terra di solito presa come9,81 m/s ² .

A differenza della densità, il peso specifico non è una proprietà fissa di un materiale. Dipende dal valore dell'accelerazione gravitazionale , che varia con la posizione. Anche la pressione può influenzare i valori, a seconda del modulo di massa del materiale, ma generalmente, a pressioni moderate, ha un effetto meno significativo degli altri fattori.

Applicazioni

Meccanica dei fluidi

Nella meccanica dei fluidi , il peso specifico rappresenta la forza esercitata dalla gravità su un volume unitario di un fluido. Per questo motivo, le unità sono espresse come forza per unità di volume (es. N/m ³ o lbf/ft ³ ). Il peso specifico può essere utilizzato come proprietà caratteristica di un fluido.

Meccanica del suolo

Il peso specifico viene spesso utilizzato come proprietà del suolo per risolvere i problemi di movimento terra .

Nella meccanica del suolo, il peso specifico può riferirsi a:

Peso unitario umido

Il peso unitario di un terreno quando gli spazi vuoti del terreno contengono sia acqua che aria.

$${\displaystyle \gamma ={\frac {(1+w)G_{s}\gamma _{w}}{1+e}}}$$

dove

• γ è il peso dell'unità umido del materiale
• γ _w è il peso dell'unità di acqua
• w è il contenuto di umidità del materiale
• G _s è il peso specifico del solido
• e è il rapporto dei vuoti

Peso unitario a secco

Il peso unitario di un terreno quando tutti gli spazi vuoti del terreno sono completamente riempiti d'aria, senza acqua. La formula per il peso unitario a secco è:

$${\displaystyle \gamma _{d}={\frac {G_{s}\gamma _{w}}{1+e}}={\frac {\gamma {1+w}}}$$

dove

• γ è il peso dell'unità umido del materiale
• γ _d è il peso dell'unità secco del materiale
• γ _w è il peso dell'unità di acqua
• w è il contenuto di umidità del materiale
• G _s è il peso specifico del solido
• e è il rapporto dei vuoti

Peso unitario saturo

Il peso unitario di un terreno quando tutti gli spazi vuoti del terreno sono completamente pieni d'acqua, senza aria. La formula per il peso unitario saturo è:

$${\displaystyle \gamma _{s}={\frac {(G_{s}+e)\gamma _{w}}{1+e}}}$$

dove

• γ _s è il peso dell'unità saturo del materiale
• γ _w è il peso dell'unità di acqua
• G _s è il peso specifico del solido
• e è il rapporto dei vuoti

Peso dell'unità sommersa

La differenza tra il peso unitario saturo e il peso unitario dell'acqua. Viene spesso utilizzato nel calcolo dello stress efficace in un terreno. La formula per il peso unitario sommerso è:

$${\displaystyle \gamma '=\gamma _{s}-\gamma _{w}}$$

dove

• γ ′ è il peso unitario sommerso del materiale
• γ _s è il peso dell'unità saturo del materiale
• γ _w è il peso dell'unità di acqua

Ingegneria civile e meccanica

Il peso specifico può essere utilizzato nell'ingegneria civile e nell'ingegneria meccanica per determinare il peso di una struttura progettata per sostenere determinati carichi pur rimanendo intatta e rimanendo entro i limiti di deformazione .

Peso specifico dell'acqua

Peso specifico dell'acqua alla pressione atmosferica standard al livello del mare (unità metriche)

Temperatura (°C)	Peso specifico (kN/m 3 )
0	9.805
5	9.807
10	9.804
15	9.798
20	9.789
25	9.777
30	9.765
40	9.731
50	9.690
60	9.642
70	9,589
80	9.530
90	9.467
100	9.399

Peso specifico dell'acqua alla pressione atmosferica standard al livello del mare (unità inglesi)

Temperatura (°F)	Peso specifico (lbf/ft 3 )
32	62.42
40	62.43
50	62.41
60	62.37
70	62.30
80	62.22
90	62.11
100	62.00
110	61.86
120	61.71
130	61.55
140	61.38
150	61.20
160	61.00
170	60.80
180	60.58
190	60.36
200	60.12
212	59.83

Peso specifico dell'aria

Peso specifico dell'aria alla pressione atmosferica standard al livello del mare (unità metriche)

Temperatura (°C)	Peso specifico (N/m 3 )
−40	14.86
−20	13.86
0	12.68
10	12.24
20	11.82
30	11.43
40	11.06
60	10.4
80	9.81
100	9.28
200	7.33

Peso specifico dell'aria alla pressione atmosferica standard al livello del mare (unità inglesi)

Temperatura (°F)	Peso specifico (lbf/ft 3 )
−40
−20	0.0903
0	0,08637
10	0,08453
20	0,08277
30	0,08108
40	0.07945
50	0,0779
60	0,0764
70	0,07495
80	0,07357
90	0,07223
100	0.07094
120	0,06849
140	0,0662
160	0,06407
180	0,06206
200	0,06018
250	0.05594

Riferimenti

link esterno

• Pesi ad acqua e cinture per pesi (produzione di pesi freccia)
• Calcolatore del peso specifico
• http://www.engineeringtoolbox.com/density-specific-weight-gravity-d_290.html
• http://www.themeter.net/pesi-spec_e.htm