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輸入溫度和鹽度,秒算水的密度,單位 kg/m³ 或 g/cm³。
水在約 4°C 時密度最大(接近 1 g/cm³)。
填寫體積後,會按當前密度自動換算出水的質量。
採用 Kell 方程計算 1 個標準大氣壓下純水密度隨溫度的變化。實際密度還會受溶解雜質、鹽分和壓力影響,結果適用於純水的近似估算。
概覽
了解工具能解決的問題、計算或處理邏輯,以及資料邊界。
這個計算器以攝氏溫度估算純水密度,並可選擇輸入體積,換算該體積水的質量。它適合查表、課堂練習或一般數量估算;目前輸入沒有鹽度、溶質或壓力欄位,因此結果不代表海水、鹽水或特定水樣的實測密度。
密度是質量除以體積。常見單位 g/cm³ 與 g/mL 數值相同;1 g/cm³ 等於 1000 kg/m³。純水常被近似寫成 1 g/mL,但實際數值會受到溫度影響:水在約 4°C 時密度最高,室溫時略低於這個近似值。USGS 的水密度說明也整理了溫度與溶解物對密度的影響。
計算採用 Kell 關係式,以溫度 t(°C)求得密度 ρ(kg/m³),再換算其他顯示單位:
ρ = (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)
g/cm³ = ρ ÷ 1000;lb/ft³ = ρ × 0.0624279606。輸入體積 V(L)時,質量以克計為 m = ρ × V;畫面再依數值改以 g 或 kg 顯示。
例如輸入 20°C,密度約為 998.204 kg/m³,也就是 0.998204 g/cm³、約 62.318 lb/ft³。若再輸入 1.5 L,推算質量約 1497.306 g,畫面約顯示 1.4973 kg。這是由密度與輸入體積推得的估算,不是另一筆秤重資料。
指南
依步驟完成操作,並透過範例核對輸入與結果。
在水溫欄輸入數值,單位為 °C,可輸入小數。預設值為 4°C;若要計算一般室溫水,可改填實際量得的水溫,例如 20°C。
只查密度時,體積欄保持空白即可。若要估算一份水的質量,輸入以公升為單位的正數,例如 1.5。零或負值不會產生質量結果。
結果會列出 g/cm³、kg/m³ 與 lb/ft³ 密度,以及對應水溫;填入有效體積後才會多出質量。修改輸入會即時更新結果,重設則回到 4°C 並清空體積。
結果數字會依欄位以不同小數位呈現,複製值可能保留較多位數。若要與量測紀錄比較,請一併記下輸入溫度、體積與使用的單位,不要只抄取四捨五入後的數字。
情境
查看這項工具在不同工作與生活流程中的用法。
學生或教學者可比較 4°C 與 20°C 的純水密度,觀察「水約為 1 g/mL」是方便的近似,而非所有溫度下都相同的精確值。整理實驗結果時,應同時標註水溫及密度單位。
需要估算容器內純水的質量時,先輸入水溫,再輸入公升數,便可查看依該密度換算的質量。若用途要求精密計量,應採用對應樣品條件的量測或校正資料。
可將結果作為純水物性初估或手算核對,再確認正式計算所需的水質、壓力與溫度條件。此頁沒有壓力參數,也不會判斷設備適用性,不能單獨作為設計依據。
問答
集中解答常見疑問與容易混淆的問題。
1 g/cm³ 是常用近似值。水密度隨溫度變化;本計算器在 20°C 算得約 0.998204 g/cm³,因此略低於 1。
不可以。頁面只輸入溫度與可選體積,公式按純水估算,沒有鹽度或其他溶質修正。海水與鹽水應使用包含樣品組成條件的資料或方法。
不是。它是用輸入體積乘上計算出的純水密度所得的推算值;水樣的實際組成、溫度量測誤差及量器誤差都可能讓實測結果不同。
公式適用範圍提示為 0–100°C 的液態水。超出範圍時畫面可能仍會依公式算出數值,但那不代表冰、蒸氣或其他範圍外狀態的有效密度。
須知
使用前了解適用範圍、結果限制與必要提醒。
結果依純水 Kell 關係式估算,參考條件約為 1 個標準大氣壓,適用說明範圍是 0–100°C 的液態水。工具會在超出溫度範圍時提示,但仍可能顯示公式外推的數字;請勿把它解讀為有效的冰、蒸氣或過冷水密度。
這項估算不校正鹽分、其他溶解物、溶解氣體或壓力差異,也不保證計量精度。工程設計、校正、品質判定或其他要求準確物性的工作,應使用符合樣品與環境條件的權威物性資料或實際量測。海水密度、鍋爐高壓水與混合溶液均不在本工具計算範圍內。
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