水の密度と比重量

概要

密度は体積に対する質量の比です：

$\rho = \frac{m}{V}$

ここで、$\rho$ は密度、$m$ は質量、$V$ は体積です。密度は一般的に g/cm^3、kg/m^3、lb/ft^3 または sl/ft^3 で表されます。

純水は 4 degC (39.2 degF) で最大密度 1000 kg/m^3 または 1.940 slug/ft^3 に達します。この温度以上では、水が膨張するにつれて密度が減少します。

比重量は体積に対する重量の比です：

$\gamma = \frac{m g}{V} = \rho g$

ここで、$\gamma$ は比重量、$g$ は重力加速度です。標準重力は通常 9.80665 m/s^2 または 32.17405 ft/s^2 とします。

SI単位での4 degCの水：

$\gamma = 1000 \; \text{kg/m}^3 \times 9.807 \; \text{m/s}^2 = 9807 \; \text{N/m}^3 = 9.807 \; \text{kN/m}^3$

インペリアル工学単位では、39 degFでの水の密度は約1.940 sl/ft^3です：

$\gamma = 1.940 \; \text{sl/ft}^3 \times 32.174 \; \text{ft/s}^2 = 62.4 \; \text{lbf/ft}^3$

オンライン水密度計算機

元のページには、所定の温度での液体水の密度を計算する計算機が含まれており、密度を g/cm^3、kg/m^3、lb/ft^3、lb/gal(US liq) および sl/ft^3 で報告します。元の有効温度範囲は 0-370 degC、32-700 degF、273-645 K および 492-1160 degR です。

以下の計算機は、通常の液体範囲付近の液体水に対する標準大気圧近似を使用します。設計作業、100 degC以上の飽和条件、または高圧条件には、表形式の値を使用してください。

変数

密度のインタラクティブチャート

元のページには、degCでの水の密度と温度の関係、degFでの水の密度と温度の関係、および高圧での密度と温度の関係の3つの密度画像が含まれています。以下のチャートは、元の表形式の値からそれらの画像データセットを再作成したもので、曲線をインタラクティブに検査できます。

摂氏における密度、比重量、および熱膨張

0-100 degC からの値は 1 atm です。100 degC 以上の値は飽和圧力です。

華氏における密度、比重量、および熱膨張

32-212 degF からの値は 1 atm です。212 degF 以上の値は飽和圧力です。

1000 psi における密度および比重量

元の表は 1000 psi (68.1 atm) での水の密度と比重量を示しています。この圧力で、記載されている沸点は 284.8 degC (544.58 degF) です。

10000 psi における密度および比重量

単位変換と例

米ガロンあたりの重量は 7.48 gal/ft^3 に基づいています。

1 米液量ガロンは以下と等しい：

• 3.7854 l
• 0.8327 gal(UK)
• 0.8594 gal(US dry)
• 0.1074 bu(US dry)
• 0.4297 pk(US dry)
• 4 qt(US liq)
• 8 pt(US liq)
• 16 c(US)
• 32 gi(US liq)
• 128 fl oz(US)
• 1024 fl dr(US)
• 3.7854e-3 m^3
• 0.1337 ft^3
• 4.951e-3 yd^3

密度の変換元：1 kg/m^3：

元のページからの例2は、20 degCの水の密度を変換します：

$998.21 \; \text{kg/m}^3 \times 0.0005780 = 0.5797 \; \text{oz/in}^3$

例3は、タンク内の水の質量を計算します。体積10 m^3のタンクに190 degFの熱水が含まれています。degF表から、密度は966.8 kg/m^3です：

$10 \; \text{m}^3 \times 966.8 \; \text{kg/m}^3 = 9668 \; \text{kg}$

オリジナルソース画像

次のオリジナルソース画像は、視覚的な参照資料を失わないように保持されています。画像にチャートまたは表形式のデータが含まれている場合、その抽出された値はページの表、計算機、またはインタラクティブチャートで表されます。残りの画像は視覚的なソース参照として保持されます。

エンジニアリングノート

• 密度と温度の関係は非線形です。そのため、体積膨張係数は温度範囲全体で一定ではありません。
• 水は4 degC付近で最も密度が高くなります。この異常は、流体静力学、自然対流、凍結保護、および貯蔵タンクの計算で重要です。
• 通常の沸点以上では、1-atmの表は大気圧での液態水のデータではなくなります。元の出典は飽和圧力での値を報告しています。
• 圧力は液態水の密度を増加させます。圧力チャートと高圧表は、1 atmまたは飽和圧力、1000 psi、および10000 psiの違いを示しています。
• 米国の慣用表では、lbm/ft^3 と lbf/ft^3 は標準重力下で数値的に類似していますが、密度と比重は異なる物理量です。

参照

• Engineering ToolBox - 水の密度、比重、および熱膨張係数
• 元の画像データセットは、water_density_C.jpg、water_density_F.jpg、および Water_density_temp_pressure_F.jpg からインタラクティブチャートとして復元されました。