O aço é um dos metais mais usados no planeta. Quando pensamos em aço, logo vêm à cabeça as grandes estruturas que formam a indústria de construção e arquitetura moderna. Dito isso, são muitas as aplicações urbanas que exigem o conhecimento da composição das suas ligas e fórmulas para avaliar o peso de peças e chapas.
Para esses cálculos, é importante conhecer o peso específico do aço. Em geral, essa métrica é muito usada para o cálculo do peso teórico de um material – assim não é preciso de uma balança para saber quanto pesa uma chapa, por exemplo.
Continue lendo este artigo para entender qual é o peso específico e o peso teórico do aço, bem como o jeito correto de fazer esse cálculo!
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Afinal, qual é o peso específico do aço?
O peso específico do aço é o peso por unidade de volume. O cálculo é feito ao multiplicar a densidade do aço pela aceleração da gravidade. Por se tratar de um corpo maciço (sem partes ocas) e constituído de apenas uma matéria-prima, o aço possui densidade específica, que no caso é de 7,80 g/cm³ (média).
A partir daí temos o seguinte cálculo para chegar ao peso específico:
𝛾 = 𝜌 ⋅ 𝑔
sendo 𝛾 representado pelo peso específico, 𝜌 pela densidade e 𝑔 pela gravidade.
Assim temos:
𝛾 = 7,80 g/cm³ × 9,81 m/s²
𝛾 = 7800 kg/m³
Arredondando o valor da gravidade para 10, temos:
𝛾 = 7,80 × 10
𝛾 = 7800 kg/m³
Logo, o peso específico do aço é de 7800 kg/m³. Em outras palavras, 1 metro cúbico de aço pesa aproximadamente 7,8 toneladas.
Qual o cálculo do peso teórico do aço?
Sabendo o peso específico do aço, o passo seguinte é calcular o peso teórico de acordo com o formato de cada peça. Supondo que essa peça seja uma chapa de aço retangular, a fórmula base para o cálculo do peso é:
Peso da Chapa de aço = Largura x Comprimento x Espessura x Peso Específico.
Como a unidade de medida do peso específico está em kg/m³ (quilos por metro cúbico), é necessário converter as medidas para metros.
Para o cálculo, vamos considerar a chapa de aço com as seguintes medidas: 1000 mm de largura, 5000 mm de comprimento e 25 mm de espessura, que também devem ser convertidas. Veja só:
1000 mm / 1000 mm = 1,0 m
5000 mm / 1000 mm = 5,0 m
25 mm / 1000 mm = 0,025 m
Peso Específico do aço = 7800 kg/m³
Portanto, o peso da chapa é 1,0 x 5,0 x 0,025 x 7800 = 975 kg. Esta chapa de 1000 x 5000 x 25 mm pesa aproximadamente 975 kg.
Como visto, o cálculo não é difícil – basta assegurar que as unidades de medidas sejam as mesmas. O mesmo cálculo pode ser usado para outros materiais, contanto que você conheça o seu peso específico.
Por exemplo, a mesma chapa feita de alumínio (cujo peso específico é de 2600 kg/m³) teria o seguinte cálculo:
1,0 x 5,0 x 0,025 x 2600 = 325 kg.
Nesse caso, o peso da chapa de alumínio seria de 325 kg.
Por que encontramos diferentes pesos específicos para o aço?
Ao pesquisar na internet, é possível encontrar o peso específico do aço como 7800 Kg/m³, 7850 Kg/m³, ou algum outro número entre os dois. A verdade é que esse valor muda por conta da composição das ligas de aço.
O aço carbono, por exemplo, é composto de ferro e carbono – e é basicamente a liga mais comum no mercado atualmente. O peso varia justamente por conta da concentração de carbono e outros metais na liga. A sua variação em aço alto carbono apresenta concentração de 0,50% a 2,11%, enquanto o aço médio carbono possui concentração entre 0,05% a 0,20%.
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Diferença de peso específico para peso teórico
O peso específico do aço diz respeito ao peso universal de uma liga, sendo calculado com a massa do material multiplicado pela gravidade. Sua unidade de medida, geralmente, é de quilo por metro cúbico.
Já o peso teórico diz respeito ao peso de um determinado objeto – levando em consideração suas medidas. Para chegar até ele, é necessário saber o peso específico do material.
O que é importante avaliar na escolha da liga de aço?
Há alguns pontos importantes para levar em conta na escolha do aço. Esses incluem:
Tenacidade
A tenacidade do aço refere-se a tendência da liga em decrescer em virtude do aumento do teor de compostos presentes na liga.
Resistência ao desgaste
Determinados compostos aumentam a resistência e o desgaste da liga. Os carbonetos apresentam um papel fundamental na resistência ao desgaste do aço. Quanto maior o percentual de carbonetos, maior a resistência.
Tensão limite de compressão
A tensão refere-se à resistência compressiva, influenciada pelo teor da liga e sua dureza. Quanto mais alta a dureza, maior seu limite de compressão.
Lembre-se de que determinados tratamentos, como a galvanização, aumentam a resistência e dureza das ligas de aço, mas também influenciam seu peso específico. Portanto, é importante avaliar a composição da liga antes de fazer o cálculo.
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