Чем измеряют объем жидкости
Чем измеряют объем жидкости
Объём кусочков льда правильной формы можно оценить с помощью измерений обычной линейкой. Но как определить объём воды? И любой другой жидкости?
Для измерения объёма жидкостей существует прибор, называемый мензуркой или измерительным цилиндром. Рассмотрев рисунки, Вы сразу поймёте, в каком случае применяется то, или иное название.
Мензурка – стеклянный сосуд с делениями для измерения объёма жидкостей.
Мензурка – не только прибор из школьной или научной лаборатории. В быту мы пользуемся мерной кружкой для измерения объёмов и масс жидких и сыпучих продуктов. В каждой домашней аптечке необходимо наличие мензурок для дозирования жидких лекарственных форм.
Правила пользования мензуркой. Обратите внимание на правильное положение глаза при отсчете объема жидкости.
1. Мензурку располагают таким образом, чтобы поверхность жидкости в ней находилась на уровне глаз.
2. Поверхность жидкости в мензурке должна быть строго горизонтальной.
3. Вода у стенок сосуда немного приподнимается (краевой эффект объясняется явлением смачивания), в средней же части сосуда поверхность жидкости почти плоская. Глаз следует направить на деление, совпадающее с плоской частью поверхности.
Чем измеряют объем жидкости
Знакомство ребенка с единицами измерения объема начинается с цифр. Сколько стаканов в литре? Что такое миллилитр? Объяснить эти и другие темы невозможно без использования числовых выражений, поэтому прежде чем приступать к теме, убедитесь, что ребенок умеет считать десятками и сотнями.
Задания, которые мы приводим в статье, взяли из тетради «Kumon. Меры объёма». Вы можете использовать их в качестве идей, чтобы на живых примерах объяснить эту тему. А можно распечатать задания и выполнить их.
Больше, меньше и равно
Сначала объясните ребенку, что такое «больше», «меньше» и «равно». Потренируйтесь определять, какой объем жидкости в ряду наибольший и какой наименьший.
Пдф для скачивания
Здесь попросите определить, у какой из двух емкостей объем больше? Помогите ребенку увидеть емкость, которая вмещает больше стаканов жидкости.
Пдф для скачивания
На этом этапе повторите устный счет от 1 до 1000 (десятками и сотнями) и написание чисел до 10, после чего можно учиться измерять объем жидкости в стаканах, литрах и миллилитрах.
Стаканы
Покажите ребенку, что в каждой емкости помещается определенное количество стаканов жидкости. Попросите обвести в скобках число, обозначающее объем емкости, объясните, откуда взялись эти цифры (на рисунке показаны емкости, вмещающие то количество стаканов, которое изображено под ними).
Пдф для скачивания
Расскажите ребенку, что объем жидкости — это место, которое жидкость занимает в емкости. Покажите на живых примерах: налейте воду в бутылки, кастрюли и другую посуду.
Скачайте сборник заданий на пространственное мышление→
Литры
Измерение объема — важная часть повседневной жизни. Умение пользоваться мерной емкостью с делениями пригодится и в школе, и дома.
Для закрепления материала желательно приобрести мерную емкость с четкой шкалой в миллилитрах и литрах. Поощряйте ребенка измерять жидкости и сыпучие продукты на кухне. Предложите ему самостоятельно налить нужное количество воды, молока или сока. Такие задания помогут развить и поддержать интерес к измерениям, повысят мотивацию к освоению этого полезного навыка, а также подарят опыт, закрепляющий теоретические знания.
После того, как вы рассказали ребенку о мере измерения в стаканах, переходите к понятию «литр». Покажите, что в мерном кувшине помещается 4 стакана жидкости, или 1 литр. Попросите ребенка обвести в скобках числа, обозначающие объем жидкости.
Пдф для скачивания
Миллилитры
Наверняка малыш заинтересуется, что означают эти деления на мерном стакане? Ребенок уже знает, что объем мерного кувшина — 1 литр. Теперь пришло время рассказать, что в одном литре — 1000 миллилитров. Выполните следующее задание: предложите ребенку написать в скобках числа, обозначающие объем жидкости.
Пдф для скачивания
Тетрадь «Kumon. Меры объёма» познакомит ребенка с понятиями «единицы измерения» и «объем». Выполнив все упражнения, ребенок поймет, как соотносятся друг с другом три меры объема, и сможет определить объем жидкости или сыпучих продуктов с помощью стакана и мерного кувшина.
Современные способы измерения объема жидкости
Одной из важнейших задач молочной промышленности всегда был учет объема продукта: поступившего на обработку, расходуемого в течение технологического процесса, полученного на выходе. Причем эти измерения требуются как для технологических задач, так и для экономического учета.
О современных способах произведения этих измерений и пойдет речь.Существует несколько подходов к измерению объема жидкости, находящейся в емкости. Все они, однако, имеют одну общую исходную величину, требуемую для расчета. Эта величина – высота столба жидкости.Известна формула, устанавливающая математическую связь между плотностью жидкости, высотой ее столба относительно точки измерения, ускорением свободного падения и давлением, оказываемым на дно и стенки сосуда:
где Р – давление, ρ – плотность жидкости, h – высота столба жидкости, g – ускорение свободного падения (9,8 м/c 2 ).
Итак, зная давление и плотность жидкости, нетрудно рассчитать высоту, до которой она доходит относительно точки измерения. Такой способ измерения называется гидростатическим.Для того, чтобы узнать давление жидкости используются соответствующие датчики. В пищевой промышленности, как правило, это датчики с мембраной, имеющие относительно большую плоскость контакта со средой, что позволяет легко отмывать их от остатков продукта.
Среди датчиков давления наиболее распространены датчики с выходным сигналом 4…20 мА, являющимся общемировым стандартом в системах автоматического управления. Например, интеллектуальный датчик давления 4000-SAN.Сам чувствительный элемент датчика обычно представляет собой тензорезистор – элемент, изменяющий свое сопротивление в зависимости от приложенного к нему усилия. Зависимость сопротивления этих элементов от давления известна. Далее изменение сопротивления электроника датчика приводит к сигналу 4…20 мА.Современные датчики давления часто делаются цифровыми – то есть роль преобразователя играет микроконтроллер, встроенный в датчик. Такие датчики легче настраивать, они обладают более высокой точностью и могут оснащаться дисплеями, модулями коммуникации и дополнительными функциональными возможностями.
Итак, после того, как получено значение высоты, можно переходить к расчету объема жидкости. Выделяются два основных практических подхода:
1. Первый способ измерения объема жидкости: вычисление высоты
Первый способ подразумевает возможность выражения зависимости высота – объем известной формулой. Он актуален для емкостей, имеющих несложную форму и построенных из таких стандартных геометрических фигур, как, например, полусфера, конус и цилиндр. Например, для широко распространенных емкостей в форме цилиндра с коническим дном (Рисунок 2), вычисление будет производиться следующим образом: до тех пор, пока жидкость не достигла края конуса зависимость ее объема от высоты такова:
Где V – объем, Нж – высота столба жидкости, K – конусность
как только высота жидкости достигает края конуса и начинает заполнять цилиндр достаточно взять заранее вычисленный полный объем конической части:
и прибавлять к нему объем жидкости, находящейся в цилиндрической части:
С учетом степени развития микроконтроллеров, подобный алгоритм возможно реализовать непосредственно в датчике. Не нужно никакое внешнее устройство – датчик сам вычислит объем жидкости, если ввести ее плотность и геометрию емкости.Этот способ, однако, имеет определенные недостатки и ограничения. Они будут рассмотрены далее.
2. Точность измерения давления, производимого датчиком
Отдельно нужно отметить требования к точности измерения давления, производимого датчиком. Нетрудно посчитать, что общепромышленный датчик давления, имеющий погрешность в 0,5 % для емкости высотой в 3 метра даст ошибку измерения в:
Значение не кажется столь большим. Однако, если емкость при этом имеет диаметр, скажем, в 2 метра, погрешность вычисления объема составит:
Достаточно большое значение, с учетом того, что в течение рабочего дня могут производиться десятки циклов наполнения/опустошения емкости. При этом данное значение не учитывает дополнительную погрешность, вызываемую перепадами температуры.Именно поэтому датчики для решения задач вычисления объема обычно имеют погрешность не более 0,1 %. При тех же условиях, такой датчик даст ошибку измерения всего в 9,42 литра, то есть в 5 раз меньшую.
3. Второй способ вычисления: аппроксимация
На практике часто встречаются емкости, имеющие искажения формы внутренней поверхности, к которым неприменим геометрический метод вычисления объема емкости.Например, для емкости, установленной под углом (Рисунок 2), наклон в 2…3 градуса, кажущийся незначительным, сильно нарушит точность измерений – в горизонтальной емкости поверхность жидкости вместо прямоугольника будет иметь гораздо более сложную форму, что значительно меняет зависимость объема от уровня.
Емкость может иметь утопленный в стенку люк. В этом случае нужно производить вычисления уже по трем разным формулам, вместо двух. К тому же, зависимость объема на участке с люком будет куда более сложной, чем для прямого цилиндра. Также, геометрический метод на практике неприменим к емкостям, в которых производится перемешивание продукта.
Массивное устройство внутри емкости значительно исказит результаты вычислений – датчик будет показывать объем, больший, чем реальный. Предусмотреть готовые алгоритмы для каждой подобной ситуации и внести их в датчик – задача практически невыполнимая. Тут на помощь приходит более трудоемкий, но и значительно более гибкий способ измерения. Если начать заливать в емкость, допустим, по 100 литров жидкости и при этом на каждом шаге отмечать высоту, соответствующую залитому объему, мы получим так называемую «тарировочную таблицу». Суть в следующем: нестандартная форма емкости моделируется с использованием некоторого количества прямых отрезков. Чем их больше, тем точнее будут производиться вычисления. Таким образом, можно высоте столба жидкости поставить в соответствие ее объем.
Рисунок 3 — Реальная и аппроксимированная зависимости объема жидкости от высоты
Если жидкость, например, находится посередине между двумя точками, то и объем вычисляется, как среднее значение объемов в этих точках (Рисунок 3). Очевидно, что от количества точек, используемых при тарировании, значительно зависит точность результата. Если для участка с линейной зависимостью объем/высота достаточно двух точек, до для нелинейных участков их требуется гораздо больше. Тарирование на нелинейном участке можно производить шагами, в два раза большими, чем допустимая погрешность на данном участке. Например, если в конусной части емкости необходимо получить точность не ниже 20 литров, шаги тарирования должны быть не более 40 литров. Тут следует помнить простое правило – чем меньше шаги и больше точек, тем выше итоговая точность работы. Недостаток метода в том, что датчик, перенесенный на другую емкость, снова потребует тарирования. Однако, единожды оттарированный на одной емкости датчик будет не только давать максимально высокую точность вычислений, но и позволит подсчитывать объем для жидкостей с различными плотностями – достаточно будет лишь ввести в него это значение.
Это значит, что можно произвести тарирование с использованием обычной воды, а затем, предварительно поменяв значение плотности жидкости в памяти датчика, заливать продукт, имеющий плотность, отличную от плотности воды. Таким образом, мы получаем гибкий и точный метод, позволяющий работать с емкостями любой формы и жидкостями любой плотности.
Инженер отдела проектирования ООО «КИП-Сервис»
Горбоносов М.А.
Измерение объемов
Для измерения объема жидкости в случаях, не требующих большой точности,
используют мензурку или мерный цилиндр.
Для точного измерения объема служат мерные колбы, мерные пипетки (пипетка Мора, градуированная пипетка) и бюретки (см. рис. 4).
Для наполнения мерной пипетки ее опускают оттянутым концом в раствор почти до дна сосуда, при помощи груши высасывают из нее воздух. Втягивать жидкость необходимо очень медленно и осторожно, так как раствор может попасть в грушу. Когда пипетка наполнится раствором выше метки, верхнее отверстие её быстро закройте указательным пальцем и осторожно, ослабляя нажим пальца, спустите раствор, пока нижняя часть мениска не достигнет метки. В этот момент палец вновь плотно прижмите к верхнему отверстию пипетки. При выливании раствора оттянутым концом пипетки коснитесь внутренней стенки сосуда и, открыв верхнее отверстие, дайте жидкости стечь.
Для сливания жидкости из бюретки со стеклянным шариком необходимо на-
жать на шарик так, чтобы он слегка отошел от резиновой трубки. При этом образуется зазор между шлангом и шариком, в который и протекает жидкость. Если резиновая трубка бюретки перекрыта зажимом, необходимо нажать на концы зажима, ослабляя его (зажим не снимать). При использовании бюреток для измерения объема жидкостей необходимо следить, чтобы кончик бюретки был заполнен
При любых измерениях объемов жидкости отсчет должен производиться таким образом, чтобы глаз находился на одном уровне с краем мениска. Отсчет объема жидкости в сосуде (бюретка, пипетка, мерная колбы) производят по нижнему краю мениска (рис. 16, а), если жидкость смачивает стекло, а по верхнему
краю мениска, если жидкость не смачивает стекло (рис. 16, б).
Рис. 16. Отсчет уровня жидкости по мениску: а) – жидкость смачивает стекло;
Как рассчитать объём — калькулятор объёма куба, прямоугольной ёмкости, объёма цилиндра, объёма воды в трубе …
Как рассчитать объём ёмкости, воды или другой жидкости … несколько онлайн калькуляторов для расчёта объёма, формулы, а также конвертер единиц объёма.
Как рассчитать объём любой прямоугольной емкости, в том числе куба — онлайн калькулятор расчёта объема воды в аквариуме, баке …
Формула расчёта объёма прямоугольной ёмкости
V = X * Y * Z, где V — объём, а X, Y, и Z это длины сторон ёмкости (длина, ширина, высота).
Внимание! При расчёте объёма жидкости в ёмкости необходимо учитывать реальную заполненность ёмкости и привязывать величины непосредственно к самой жидкости.
Для конвертации единиц объёма вы можете воспользоваться нашим ОНЛАЙН КОНВЕРТЕРОМ ЕДИНИЦ ОБЪЁМА →
Как рассчитать объём цилиндра — онлайн калькулятор расчёта объёма воды в трубе, бочке, круглом бассейне …
Для конвертации единиц объёма вы можете воспользоваться нашим ОНЛАЙН КОНВЕРТЕРОМ ЕДИНИЦ ОБЪЁМА →
Формулы расчёта объёма цилиндра:
Объём воды в цилиндре и других ёмкостях, имеющих цилиндрическую форму, рассчитывается таким образом.
Затем вычисляем объём — V = S * L
Где, L — длина (высота) цилиндра (трубы, бочки, бассейна).
Внимание! При расчёте объёма жидкости в ёмкости необходимо учитывать заполненность ёмкости и привязывать величины непосредственно к самой жидкости.
Единицы измерения объёма
Вначале кратко ознакомимся с единицами измерения объёма как таковыми.
Официальной единицей измерения объема в системе СИ является м 3 — метр кубической. Объём так же может быть выражен и в других единицах. Наиболее популярными из них являются — дм 3 — кубические дециметры, см 3 — кубические сантиметры, литры …
Отметим, что такая популярная единица измерения объёма жидкостей как литр не входит в Международную систему измерений (СИ). Тем не менее, поскольку литр является весьма популярной мерой жидкостей, он считается официальной внесистемной единицей.
Один литр — это объём куба стороны которого равны 10 см. Полезно также знать, что 1 литр воды вести приблизительно 1 кг при температуре + 4 °C
Соотношение единиц объёма
1 м3 = 1000 дм 3 = 1 000 000 см 3 = 1 000 000 000 мм 3 = 1000 литров
1 литр = 0,001 м 3 = 1 дм 3 = 1 000 см 3 = 1 000 000 мм 3
Конвертер единиц объёма
Конвертация кубических метров ( м 3 ) в кубические сантиметры ( см 3 ) и литры
Конвертация литров в метры кубические ( м 3 ) и кубические сантиметры ( см 3 )
Конвертация кубических сантиметров ( см 3 ) в кубические метры ( м 3 ) и литры
Заключение
Практически каждый человек рано или поздно сталкивается с необходимостью рассчитать объём того или другого объекта. Для удобства и экономии времени предлагаем Вам воспользоваться нашими онлайн калькуляторами.
Как рассчитать объём — калькулятор объёма куба, прямоугольной ёмкости, объёма цилиндра, объёма воды в трубе …
1 комментарий к “Как рассчитать объём — калькулятор объёма куба, прямоугольной ёмкости, объёма цилиндра, объёма воды в трубе …”
Быстро и удобно если много объёмов
Оставьте комментарий Отменить ответ
Поделись с друзьями 🙂
Рубрики сайта
Публикации
Публикации
Поиск по сайту
Все материалы сайта защищены Законом «Об авторском праве и смежных правах». Сайт – vodamama.com является общедоступным и работает в рамках и в соответствии с действующим законодательством Украины.
Администрация ресурса может не разделять мнение автора. При подготовке материалов информация берётся из общедоступных источников и специальной проверки на достоверность не проходит.
Администрация сайта радикально негативно относится к нарушениям авторских или каких либо других имущественных прав. Поэтому, если Вы вдруг обнаружили, что на страницах нашего сайта нарушены, какие либо авторские или имущественные права, просим вас незамедлительно, воспользовавшись формой обратной связи, сообщить нам про это. После получения подтверждения нарушения мы незамедлительно устраним его.