Cet article explique ce qu'est la densité spécifique et comment elle est calculée. Vous trouverez la formule du poids spécifique, ses unités dans différents systèmes de mesure et un tableau avec les poids spécifiques des matériaux les plus courants.
Qu'est-ce que le poids spécifique ?
La densité spécifique est la relation entre le poids et le volume d'une substance. Autrement dit, pour calculer le poids spécifique d’une substance, son poids doit être divisé par le volume qu’elle occupe.
Le poids spécifique permet de savoir dans quelle mesure la Terre attire une substance pour chaque unité de volume. Ainsi, plus le poids spécifique est élevé, cela signifie que plus la Terre exerce de force gravitationnelle pour attirer ladite substance.
Le symbole de la densité spécifique est la lettre grecque gamma (γ).
N'oubliez pas que le poids et la masse sont deux concepts différents : le poids est la force de gravité que la Terre exerce sur un corps ou un objet, tandis que la masse est la quantité de matière contenue dans un corps ou un objet.
Formule de densité spécifique
La densité spécifique est égale au poids d'une substance divisé par le volume de ladite substance. Par conséquent, pour calculer le poids spécifique d’une substance, son poids doit être divisé par son volume.
La formule pour calculer le poids spécifique est donc :
De plus, puisque la densité est calculée en divisant la masse par le volume, la densité peut également être exprimée en fonction de la densité :
Où:
-
est la densité de la substance -
est le poids de la substance -
est le volume de la substance -
est la masse de la substance -
est la gravité -
est la densité de la substance
Par exemple, nous savons que la densité de l'eau est d'environ 1 000 kg/m 3 , donc si la gravité est de 9,8 m/s 2 , son poids spécifique sera :
On aurait également pu faire le calcul du poids spécifique en mesurant la masse d'un certain volume d'eau, même si en réalité la relation entre ces deux propriétés nous fournit la densité du matériau.
Unités de gravité spécifique
Compte tenu de la définition du poids spécifique, nous allons voir quelles sont les unités de ce type de grandeur physique pour approfondir le concept.
Les unités de gravité spécifique dans le Système international d'unités (SI) sont les newtons divisés par mètre cube (N/m 3 ). C’est logique car le newton est l’unité de poids et le mètre cube correspond à l’unité de volume.
Par contre, dans le Système Technique, le poids spécifique est exprimé en kilogrammes-force divisés par mètre cube (kgf/m 3 ).
Et enfin, dans le SIMELA (Système Métrique Légal Argentin), le poids spécifique est également mesuré en utilisant le newton divisé par le mètre cube (N/m 3 ).
Tableau du poids spécifique des substances
Vous trouverez ci-dessous un tableau avec les poids spécifiques des substances les plus courantes :
| Substance | Densité (kg/m 3 ) | Poids spécifique (N/m 3 ) |
|---|---|---|
| Eau (4ºC) | 1000 | 9800 |
| Eau de mer | 1025 | 10045 |
| Glace | 917 | 8986.6 |
| Alcool | 790 | 7742 |
| Huile | 915 | 8967 |
| Air froid | 1,29 | 12 642 |
| Air chaud | 0,95 | 9h31 |
| Sang humain (37ºC) | 1060 | 10388 |
| Mercure | 13600 | 133280 |
| Bois | 430 | 4214 |
| Fer | 7860 | 77028 |
| Or | 19320 | 189336 |
| Plomb | 11400 | 111720 |
| Oxygène | 1,43 | 14 014 |
| Hydrogène | 0,09 | 0,882 |
Densité spécifique et densité
La différence entre la densité et la densité est qu’il s’agit de deux grandeurs physiques différentes. La densité est définie comme la relation entre le poids et le volume d'une substance, tandis que la densité est calculée en divisant la masse par le volume de la substance.
Cependant, la densité et la densité sont mathématiquement liées. Plus précisément, le poids spécifique d'une substance équivaut à la densité de ladite substance multipliée par la gravité. La gravité est donc la relation entre les deux grandeurs.
Ainsi, la relation qui existe entre le poids spécifique et la densité est analogue à la relation entre le poids et la masse, puisque pour obtenir le poids d'un corps, il faut multiplier sa masse par la gravité.