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输入温度和盐度,秒算水的密度,单位 kg/m³ 或 g/cm³。
水は、約4℃で密度が最大になります(約1 g/cm³)。
体積を入力すると、現在の密度から水の質量が自動で算出されます。
ケル方程式を用いて、1標準気圧下における純水の温度による密度変化を計算しています。実際の密度は、溶解不純物、塩分、圧力などの影響も受けます。この結果は、純水の近似値としてご活用ください。
概要
解決できる課題、処理の仕組み、データの範囲を確認できます。
水の密度は温度によって変わります。この計算では水温を摂氏で入力し、1標準気圧における純水の密度を計算します。体積欄は任意で、リットル数を入力すると、その温度の密度を使って質量も換算します。塩分や圧力を入力して補正する機能ではありません。
結果には g/cm³(g/mL と同じ値)、kg/m³、lb/ft³ の密度と、計算に使った水温が表示されます。密度は「体積あたりの質量」です。体積を指定した場合は、質量=密度×体積の関係で水の質量を求めます。たとえば20°Cでは密度は約998.204 kg/m³です。1.5 Lを入力した場合の質量は約1.4973 kgになります。
密度の式にはKellの関係式を用います。実装上の式は次の通りです。ρ(kg/m³)=(999.83952+16.945176t−7.9870401×10⁻³t²−46.170461×10⁻⁶t³+105.56302×10⁻⁹t⁴−280.54253×10⁻¹²t⁵)÷(1+16.879850×10⁻³t)。tは水温(°C)です。g/cm³への換算はkg/m³の値を1000で割り、lb/ft³への換算は同じ密度に単位換算係数を掛けます。NISTはKell式を1気圧の空気を含まない水に適用する式として説明しています。
水の密度は一定ではなく、約4°C付近で最大になります。そのため「水1 Lは約1 kg」という覚え方は日常の概算には便利ですが、温度を考慮する換算では密度の差が出ます。厚生労働省の薬局方に掲載された表では、20°Cの水は0.99820 g/mL、25°Cでは0.99704 g/mLです。g/mLとg/cm³は同じ数値で表せるため、結果の表示単位を読み替える際にも役立ちます。
体積を入れずに水温だけを指定すると、密度の値を確認できます。質量まで必要な場合は、同じ温度条件の水の体積をリットルで加えます。1 Lは1000 cm³なので、g/cm³で表した密度にリットル数と1000を掛ければ質量がグラムで得られます。表示では1000 g未満はg、1000 g以上はkgに換算されます。
使い方
手順に沿って操作し、例を使って入力と結果を確認します。
水温欄に測定値または計算したい温度を°Cで入力します。小数も指定できます。初期値は4°Cです。
密度だけを見る場合は体積欄を空欄にします。質量も知りたい場合は水の体積をリットルで入力します。正の数を入力すると質量が表示されます。
密度はg/cm³、kg/m³、lb/ft³で確認できます。体積を入力したときは水の質量も表示され、値が1000 g以上ならkg、未満ならgで示されます。
入力値を変えると結果も更新されます。リセットすると水温は4°Cに戻り、体積欄は空になります。
活用例
仕事や日常の流れの中での活用方法を紹介します。
水温ごとの密度を同じ単位で並べたいときに使えます。たとえば20°Cと25°Cを順に入力し、g/cm³またはkg/m³の変化を記録します。比較するときは水温も一緒に記録してください。
容器に入れる水の体積が分かっているとき、温度とリットル数を入力して質量を換算できます。20°C、1.5 Lなら約1.4973 kgが目安です。体積と温度を別条件の値と取り違えないよう、両方を控えておきます。
これらは純水として計算した値の読み方を確かめる例です。水道水や溶液の実測値を代替するものではありません。
Q&A
よくある疑問や迷いやすい点をまとめて確認できます。
1 g/mLは水の密度を表す概算値としてよく使われますが、密度は温度で変化します。この式では20°Cで約0.99820 g/cm³(約998.204 kg/m³)です。
できます。温度だけで密度を計算します。質量を出すには、体積をリットルで入力してください。
体積単位は異なりますが、密度を表す数値は同じです。たとえば0.99820 g/cm³は0.99820 g/mLと読めます。
範囲外の入力でも式による数値は表示されますが、画面に範囲外の注意が出ます。その値を液体の水の密度として判断しないでください。
注意
利用範囲、結果の制限、必要な注意点を事前に確認します。
この計算は1標準気圧の純水を前提とし、画面が示す式の適用範囲は液体の水の0〜100°Cです。入力が範囲外でも数値表示が続く場合がありますが、氷、蒸気、過冷却水などの密度を求める用途には使えません。
塩分、糖などの溶質、溶存気体、圧力による補正は入力・計算に含まれません。したがって海水、濃い溶液、高圧条件の物性値や、校正・計量に必要な精度を求める場合は、試料と条件に合った公的な物性資料や測定方法を確認してください。ここで換算する質量は、入力体積と純水の計算密度から得た値です。
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