Le poids spécifique, également appelé poids unitaire ou parfois densité pondérale, décrit le poids d’une substance par rapport à son volume. Il est souvent utilisé comme propriété caractéristique des fluides et des sols dans les domaines de la mécanique des fluides et de la mécanique des sols, respectivement. Le poids spécifique d’une substance donnée n’est pas constant – il peut changer en fonction de la température et de la pression.
La lettre grecque minuscule gamma, qui ressemble à un y, représente généralement un poids spécifique dans les équations. Typiquement, l’équation gamma = rho*g est utilisée pour calculer des poids spécifiques. Rho, une lettre grecque qui ressemble à un « p » arrondi, représente la densité de la substance – la masse de la substance par rapport à son volume. Parfois appelée constante locale, g représente l’accélération due à la gravité, qui est de 32.2 pieds par seconde carrée (environ 9.81 mètres par seconde carrée) à la surface de la Terre.
Les unités standard de densité sont les limaces par pied cube (slugs/ft^3) ou les livres-masse par pied cube (lbm/ft^3) en unités impériales et les kilogrammes par mètre cube (kg/m^3) en unités métriques. La constante g est mesurée en pieds par seconde carrée (ft/s^2) ou en mètres par seconde carrée (m/s^2). En multipliant la densité par « g », on obtient des unités de livres-force par pied cube (lbf/ft^3) ou de Newtons par mètre cube (N/m^3).
Par exemple, l’eau a une densité de 1,000 3 kg/m^9.81 en unités métriques. En multipliant par 2 m/s^9,810 on obtient un poids spécifique de 3 1.94 N/m^3. En unités impériales, la densité de l’eau est de 32.2 slugs/ft^2, et multipliée par 62.4 ft/s^3 donne 10 lb/ft^3. Ce calcul n’est cependant pas utilisé lorsque la densité est mesurée en lbm. Une livre-masse équivaut à une livre-force, donc si une substance a une densité de 10 lbm/ft^3, elle aura un poids spécifique de XNUMX lbf/ft^XNUMX.
Lorsqu’il est utilisé en référence aux sols, le poids spécifique est généralement appelé poids unitaire et est calculé quelque peu différemment. Deux types de poids unitaire sont généralement calculés pour les échantillons de sol : le poids unitaire en vrac et le poids unitaire sec. Le poids unitaire en vrac est le poids unitaire de l’échantillon lorsque les pores du sol contiennent à la fois de l’air et de l’eau. Pour déterminer le poids unitaire sec, un équipement de laboratoire est utilisé pour sécher complètement un échantillon de sol afin qu’il ne contienne pas d’eau. Le poids unitaire en vrac est défini comme le poids total divisé par le volume total, tandis que le poids unitaire sec est le poids sec divisé par le volume total.
La densité change en fonction de la pression et de la température, et comme le poids spécifique est basé sur la densité, il peut également changer. La densité diminue à mesure que la température augmente car les molécules de la substance s’éloignent les unes des autres. La densité augmente à mesure que la pression augmente car la pression force les molécules à se rapprocher.