水密度计算器可根据水的温度确定其密度。由于水的密度随温度变化,该工具对于科学研究、工程应用、流体动力学和环境研究至关重要。它使用户能够计算流体动力学等应用的精确密度值, 化学 过程和海洋学。
水密度计算器公式
水的密度使用以下与温度相关的公式计算:
水的密度 = 999.842594 + (6.793952 × 10⁻² × 温度) - (9.095290 × 10⁻³ × 温度²) + (1.001685 × 10⁻⁴ × 温度³) - (1.120083 × 10⁻⁶ × 温度⁴) + (6.536332 × 10⁻⁹ × 温度⁵)
其中:
- 水的质量 是水的总质量,通常以千克(kg)或克(g)为单位。
- 水量 是水所占据的空间,通常以升(L)或立方米(m³)为单位。
- 温度 是水温,单位为摄氏度 (°C)。
- 该公式考虑了水密度随温度的变化。
该公式可以精确计算不同温度下的水密度,确保科学和工业应用的精确度。
水密度参考表
该表提供了不同温度下的水密度值,可供快速参考。
温度(°C) | 密度(kg /m³) |
---|---|
0 | 999.84 |
5 | 999.99 |
10 | 999.73 |
15 | 999.10 |
20 | 998.21 |
25 | 997.05 |
30 | 995.65 |
40 | 992.22 |
50 | 988.03 |
60 | 983.33 |
70 | 978.08 |
80 | 972.25 |
90 | 965.30 |
100 | 958.40 |
这些值提供了一种根据温度确定水密度的简便方法,而无需手动计算。
水密度计算器示例
要计算 30°C 温度下水的密度,我们使用以下公式:
密度 = 999.842594 + (6.793952 × 10⁻² × 30) – (9.095290 × 10⁻³ × 30²) + (1.001685 × 10⁻⁴ × 30³) – (1.120083 × 10⁻⁶ × 30⁴) + (6.536332 × 10⁻⁹ × 30⁵)
= 999.842594 + (2.038) - (8.185) + (2.705) - (2.916) + (1.764)
≈995.65千克/立方米
这意味着在 30°C 时,水的密度约为 995.65 kg/m³,略低于 0°C 时的密度,原因是 热膨胀.
最常见的常见问题解答
水会随着温度升高而膨胀,导致其密度下降。这是因为在高温下,分子运动加剧,导致水分子排列紧密度降低。
水在约4°C时达到最大密度(999.97 kg/m³)。低于此温度时,由于氢键结构的形成,水会膨胀,这就是冰的密度小于液态水的原因。