Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes en cylinderes kapacitet

Uanset om det er en vandtank, en malbe eller et reagensglas, har hver cylindrisk beholder to karakteristika til fælles. Den har et cirkulært tværsnit og en bestemt forlængelse i rummet, kaldet længde eller højde. Hvis du vil vide kapaciteten på cylinderen, hvilket er hvor meget det holder, beregner du i grunden dets volumen. Der er en simpel formel til det, men der er en fangst. Du skal også tage højde for beholdervæggenes tykkelse. I de fleste tilfælde er denne mængde ubetydelig, men ikke altid. Endnu en ting: Kapaciteten måles som regel i liter eller liter, så hvis du vil have disse enheder, skal du konvertere fra kubikfod, tommer eller metriske enheder.

TL; DR (For længe; Didn ' t Læs)

Beregn volumen vha. V = πr 2h eller V = (πd 2h) /4. Da kapaciteten er forskellig fra det ydre rumfang, skal du måle indvendige mål, hvis cylinderen har tykke vægge.

Volumen og kapacitet

Ordene "volumen" og "kapacitet" bruges ofte indbyrdes , men de betyder forskellige ting. Volumenet af en cylinder er lig med mængden af ​​plads, den optager, og du kan måle den ved at nedsænke den i vand og måle mængden af ​​vand fordrevet. Kapaciteten henviser derimod til mængden af ​​flydende eller fast stof, som cylinderen kan holde. Hvis du har en cylinder med tykke vægge, kan dens kapacitet være væsentligt anderledes end dens volumen.

Beregning af cylinderens volumen

Formlen til beregning af volumen af ​​en cylinder med radius r og højde h er:

V = πr 2h.

I praksis er det svært at måle radius, fordi det er nødvendigt at bestemme midten af ​​cylinderens munding. Det er meget lettere at måle diameteren, hvilket er den maksimale afstand mellem væggene. Da radius er lig med halvdelen af ​​diameteren (d = 2r), bliver volumenformlen i diameter:

V = π • (d /2) 2 • h.

Dette forenkler til:

V = (πd 2h) /4.

Hvis væggene er ubetydeligt tynde, svarer lydstyrken til kapacitet, men hvis væggene er tykke, er kapaciteten mindre end volumen. For at sikre, at du beregner kapacitet og ikke volumen, skal du måle cylinderens indvendige radius, og du skal måle længden fra indersiden til cylinderens munding.

Konvertering til galloner eller liter

Hvis du foretager dine målinger i inches, vil dit resultat være i kubikmeter. Tilsvarende måles i fødder, og du får kapacitet i kubikfod eller måler i centimeter eller meter, og du får resultatet i henholdsvis kubikcentimeter eller kubikmeter. I alle tilfælde skal du bruge en konverteringsfaktor til at udtrykke resultatet i gallon eller liter:

  • 1 kubikmeter = 0.004329 US gallons

  • 1 kubikmeter = 0.000579 kubikfot

  • 1 kubikmeter = 7.4813 US gallons

  • 1 kubikcentimeter (1 milliliter) = 0.000264 US gallons

  • 1 kubikmeter = 264 US gallons

  • 1 liter = 0,264201 US gallons; 1 U.S. gallon = 3,79 liter

  • 1 imperial gallon = 1,2 amerikanske galloner; 1 US gallon = 0.832701 kejserlige galloner


    Eksempel

    En cylindrisk betonvandtank har 3-tommer vægge og en 3-tommers base. Dens udvendige målinger er: diameter = 8 fod; højde = 5 fod. Hvad er dens kapacitet?

    Væggene i denne cylinder er ikke ubetydeligt tynde, så du har brug for indvendige målinger. Da du kender vægtykkelsen, kan du beregne dem. Træk to gange vægtykkelsen (6 tommer) fra den givne ydre diameter for at få den indvendige diameter (8 fod = 96 tommer, 96 - 6 = 90 tommer indvendig diameter). For at få den indvendige højde skal du trække bundens (3 tommer) tykkelse fra den angivne højde (5 fod = 60 tommer, 60 - 3 = 57 tommer indehøjde).

    Brug af formel V = (πd 2h) /4 får du:

    V = [π (90) 2 • 57] ÷ 4

    V = [π (8100) 57] ÷ 4

    V = [π (461.700)] ÷ 4

    V = 362.618,33 kubikmeter, eller 209,74 kubikfod, 1.569,77 US gallons, 1.307.15 kejserlige galloner eller 5.949.43 liter. >