Basic
Gravidade específica (também conhecida como “densidade relativa”) é a razão entre o peso de uma pedra no ar e o peso de um volume igual na água. Por convenção, a temperatura da água é de 4° C e na atmosfera padrão porque a densidade da água é maior sob estas condições. As condições de temperatura ambiente são adequadas para fins gemológicos, pois a pequena diferença na densidade da água terá pouco efeito nas leituras (medida até a segunda casa decimal).
Desde que a gravidade específica é relativa ao peso de um objeto no ar e seu peso na água, é uma razão e não é expressa em unidades (tais como kg/m³). Por exemplo, a SG de Diamante = 3,52 (enquanto a densidade de Diamante = 3,52 g/cm³).
Na gemologia, a gravidade específica é, geralmente, determinada através de um aparelho baseado no Princípio de Arquimedes.
O Princípio de Arquimedes (ou a Lei da Flutuabilidade) afirma que: a força ascendente sobre um objeto imerso é igual ao peso do fluido deslocado.
Isso pode parecer complicado mas é uma lei bastante simples, mas brilhante.
Considerar duas bolas de peso igual mas de gravidade específica diferente, por exemplo, uma bola de ouro de 10 gramas e uma bola de prata de 10 gramas. A bola de ouro tem um sg de 19,3, enquanto a prata tem um sg de 10,5,
Porque o ouro tem um sg que é quase o dobro da prata, você pode imaginar que a bola de ouro de 10 gramas será menor que a bola de prata de 10 gramas. Em outras palavras, a bola de ouro terá um volume menor que a bola de prata.
Quando você pendurar as duas bolas na água (imersa), então a bola de prata irá deslocar muito mais água que a bola de ouro devido ao seu maior volume.
A água tem um sg de 1, então o peso de um centímetro cúbico de água é 1 grama (na verdade 0,0098 Newton, mas gramas usadas para simplificar). Através de alguma matemática simples, podemos calcular o volume das bolas. O volume da bola de ouro é de 0,52 centímetro cúbico e o volume da bola de prata é de 0,95 centímetro cúbico (volume é massa dividida pela densidade).
Destes valores, podemos concluir que a bola de prata deslocará 0,95 centímetro cúbico de água, que pesa 0,95 grama. A bola dourada deslocará 0,52 gramas de água (porque 1 centímetro cúbico de água pesa 1 grama).
Agora de volta ao Princípio de Arquimedes: a força ascendente sobre um objeto imerso é igual ao peso do fluido deslocado (sendo o fluido água, neste caso). A esfera prateada desloca um peso maior de água, então ela experimentará uma força maior para cima do que a esfera dourada e subirá mais alto na água quando imersa.
Um erro comum é deixar cair o objeto na água de uma maneira que ele afundará até o fundo. Não pode funcionar nesse caso, pois então já não está “imerso”.
Densidade
Densidade é diferente da gravidade específica, pois é a massa de um objeto dividida pelo seu volume, expressa em kg/m³ pelos padrões SI (Le Système International d’Unités – O Sistema Internacional de Unidades). Em gemologia é utilizado o g/cm³. Outros sistemas de pesagem ainda são amplamente utilizados (principalmente nos EUA e no Reino Unido), mas o sistema métrico do SI também está lentamente encontrando seu caminho para lá.
Massa e peso
Massa é a quantidade de material num objecto e é uma propriedade física desse objecto (como uma pedra preciosa), expressa em kg (quilograma) pelos padrões SI.
Peso é a força gravitacional (9,8 m/s²) nesse objecto e é expressa em N (newton). O peso não é uma propriedade física, pois pode mudar em diferentes situações. Uma pedra pesaria menos na lua terrestre do que na Terra, mas sua massa permaneceria a mesma.
Como se pode concluir, devemos usar “massa” ao invés de “peso” quando estiver cientificamente correto, mas no uso diário a massa e o peso são intercambiáveis.
O quilate (ct) é uma unidade de massa aceita (ou peso, se você quiser).
Medição da gravidade específica
O método de medição de SG é com um balanço hidrostático.
Primeiro, a pedra é pesada no ar e depois pesada quando totalmente imersa em água. Depois disso, os pesos são inseridos em uma fórmula simples.
Uma demonstração pode ser vista neste vídeo.
Apresentação vídeo
Vídeo \(\PageIndex{1}}): Vídeo mostrando o método de determinação da gravidade específica hidrostática