Расчет объема воды в сосуде

Инструкция для онлайн калькулятора по расчету объема в прямоугольных емкостях (типа аквариума)

Все величины указываем в мм

H — Уровень жидкости.

Y — Резервуар в высоту.

L — Длина емкости.

X — Резервуар в ширину.

Данная программа выполняет вычисления объема жидкости в различных по размеру емкостях прямоугольной формы, также поможет рассчитать площадь поверхности резервуара, свободный и общий объем.

По итогам вычисления Вы узнаете:

• Полную площадь резервуара;
• Площадь боковой поверхности;
• Площадь дна;
• Свободный объем;
• Количество жидкости;
• Объем емкости.

Технология расчета количества жидкости в резервуарах разной формы

Когда емкость неправильной геометрической формы (к примеру, в виде пирамиды, параллелепипеда, прямоугольника и т.д.) необходимо в первую очередь выполнить измерения внутренних линейных размеров и только после этого произвести вычисления.

Расчет объема жидкости в прямоугольной емкости небольших размеров, вручную можно выполнить следующим образом. Необходимо залить жидкостью весь резервуар до краев. Тогда объем воды в данном случае станет равен объему резервуара. Далее следует слить аккуратно всю воду в отдельные емкости. К примеру, в специальный резервуар правильной геометрической формы или измеряющий цилиндр. По измерительной шкале Вы сможете визуально определить объем Вашего резервуара. Для расчета количества жидкости в прямоугольной емкости Вам лучше всего воспользоваться нашей онлайн программой, которая быстро и точно выполнить все вычисления.

Если резервуар большого размера, и в ручную невозможно измерить количество жидкости, то можно использовать формулу массы газа с молярной известной массой. К примеру, масса азота М=0,028 кг/моль. Данные вычисления возможны, когда резервуар можно плотно закрыть (герметически). Теперь при помощи термометра измеряем температуру внутри резервуара, и манометром внутреннее давление. Температура должна быть выражена в Кельвинах, а давление в Паскалях. Вычислить объем внутреннего газа можно следующей формуле (V=(m∙R∙T)/( M∙P)). То есть массу газа (m) умножаем на температуру его (Т) и газовую константу (R). Далее полученный результат следует разделить на давление газа (Р) и молярную массу (М). Объем будет выражен в м³.

Как вычислить и узнать объем аквариума по размерам самостоятельно

Аквариумы – стеклянные сосуды, которые заполняют чистой водой до определенного уровня. Многие собственники аквариума неоднократно задумывались, какого объема их резервуар, как можно выполнить вычисления. Самый простой и надежный метод, это воспользоваться рулеткой и замерять все необходимые параметры, которые следует вбить в соответствующие ячейки нашего калькулятора, и Вы сразу же получите готовый результат.

Однако существует и другой способ определения объема аквариума, который заключается в более долгом процессе, использования литровой банки, постепенно заполняя всю емкость до соответствующего уровня.

Третий метод вычисления объема аквариума, это специальная формула. Замеряем глубину резервуара, высоту и ширину в сантиметрах. К примеру, у нас получились следующие параметры: глубина – 50 см, высота – 60 см и ширина – 100 см. Согласно этим размерами, объем аквариума рассчитывается по формуле (V=X*Y*H) или 100х50х60=3000000 см³. Далее нам необходимо полученный результат перевести в литры. Для этого готовое значение умножаем на 0,001. Отсюда следует — 0,001х3000000 сантиметров, и получаем, объем нашего резервуара составит 300 литров. Это мы вычислили полную вместительность емкости, далее необходимо вычислить реальный уровень воды.

Каждый аквариум наполняют значительно ниже, чем его реальная высота, дабы избежать перелива воды, чтобы закрыть крышкой с учетом стяжки. К примеру, когда наш аквариум высотой 60 сантиметров, тогда вклеенные стяжки будут располагаться на 3-5 сантиметров ниже. При нашем размере в 60 сантиметров, чуть менее 10% объема емкости припадает на 5-сантиметровые стяжки. Отсюда мы можем вычислить реальный объем 300 л – 10%=270 л.

Важно! Следует отнять несколько процентов учитывая объем стекол, размеры аквариума или любой другой емкости снимаем с наружной стороны (без учета толщины стекол).

Отсюда объем нашего резервуара будет равен 260 литров.

Понятие объёма

Можно провести аналогию понятия объема сосуда с понятием площади. Напомним, что понятие площади применимо к плоскости. Любой многоугольник имеет свою площадь.

В качестве единицы измерения площади принято брать квадрат со стороной, равной единице. В случае объёма за единицу измерения берут куб с ребром, равным единице. Этот куб называют кубическим сантиметром (метром, миллиметром и т. д.) и обозначают $1 см^3$ (соответственно, $1 м^3, 1 мм^3$ и т.п.).

Другую аналогию между площадью и объёмом можно провести в самой процедуре их измерения. Объём выражается положительным числом, показывающим количество единиц измерения объёмов и частей, которые укладываются в данном теле. Число единиц объёма тела зависит от выбранной единицы измерения, то есть меняется в зависимости от того, выбраны $cм^3, м^3$ и т.п. Единицу измерения традиционно указывают после числа.

Приведём простейший пример. $V=3 мм^3$ – эта запись означает, что объём некоторого сосуда равен 3-м, если в качестве единицы измерения взят кубический миллиметр.

Основные свойства объёмов:

1. У равных сосудов равные объёмы.
2. В случае, когда сосуд состоит из нескольких сосудов, то его объём равен сумме всех этих сосудов.

Эти свойства аналогичны свойствам длин отрезков и площадей многоугольников.

Часто требуется найти объём параллелепипеда, пирамиды, цилиндра, конуса и шара. Параллельно с формулами объёма дадим ключевые определения. Чтобы рассмотреть такую фигуру как параллелепипед, необходимо дать два важных определения:

1. Многогранник – это тело, ограниченное несколькими многоугольниками (гранями). Стороны граней называют рёбрами, а концы рёбер – вершинами.
2. Призма – это многогранник, который составлен из двух параллельных многоугольников (оснований призмы), вершины которых соединены параллельными и равными друг другу отрезками (боковыми ребрами призмы), образующими параллелограммы (боковые грани призмы).

Нахождение объёма параллелепипеда

Параллелепипед – это многогранник, составленный из 6-ти прямоугольников. Или это четырёхугольная призма, в которой основания – параллелограммы. Форму параллелепипеда имеют коробки, комнаты и многие другие предметы из нашей повседневной жизни.

В случае, когда у параллелепипеда боковые ребра перпендикулярны к плоскостям оснований, а боковые грани и основания – прямоугольники, то этот параллелепипед называют прямоугольным (прямым).

Для нахождения объёма прямоугольного параллелепипеда необходимы его измерения. Измерения параллелепипеда – это длины трёх рёбер с общей вершиной. В речи мы называем измерениями “длину”, “ширину” и “высоту” (например, при измерении комнаты).

Нахождение объёма пирамиды

Пирамида – это многогранник, образованный из $n$-угольника (в качестве основания) и треугольников (в качестве боковых граней), построенных путем соединения одной точки (вершины пирамиды) отрезками (боковыми рёбрами) с вершинами многоугольника.

Нахождение объёма цилиндра

Цилиндр – некоторое тело (или сосуд), полученное в результате вращения некоторого прямоугольника вокруг своей оси (одной из сторон прямоугольника).

Нахождение объёма конуса

Конус – это некоторое тело (сосуд), полученное в результате вращения прямоугольного треугольника вокруг его катета.

Нахождение объёма шара

Сфера – это поверхность, состоящая из всех точек пространства, расположенных на равном расстоянии (радиусе) от данной точки (центра).

Шар – это некоторое тело (сосуд), которое ограничено сферой. Другой вариант определения: шар – это тело (сосуд), полученное в результате вращения полукруга вокруг диаметра этого полукруга.

Таким образом, мы перечислили все основные формулы объёма основных фигур в стереометрии.

Зачем это необходимо?

Размер резервуара — это величина, с помощью которой выполняют все подсчеты:

• количество и размер рыбок;
• величина растений;
• грунт и добавки;
• лекарственные средства.

Все эти расчеты базируются на объеме аквариума, поэтому для начала надо узнать параметры своего аквариума.

Неопытные пользователи часто приобретают слишком маленькие емкости, которые не способны обеспечить нормальные условия для рыбок и растений. Кроме того, ухаживать за маленькими аквариумами приходится гораздо чаще, что отнимает время и требует определенных усилий.

Важно! Необходимо помнить, что аквариум — экосистема, в которой все организмы участвуют на равных правах. Если для одной группы растений или рыб не хватит жизненного пространства, это отразится и на остальных обитателях.

Как определить, чему равен фактический объем воды?

Фактический объем — это количество воды, реально присутствующей в резервуаре. Оно отличается от полезного объема, который вычисляют, исходя из полных размеров емкости. Однако, воду никогда не наливают под самый край.

Кроме этого, влияют все дополнительные факторы:

• толщина стекла;
• объем грунта и донных конструкций;
• количество растений и т.п.

Все дополнения занимают определенное пространство и уменьшают фактический объем воды.

Какие данные и инструменты необходимы?

1. В первую очередь, необходимо выбрать материал для резервуара. Бывают стеклянные и акриловые емкости, толщина стенок которых заметно отличается. Акрил более толстый, чем стекло.
2. Вторым шагом станет выбор грунта. Чем мельче фракция, тем меньше надо делать поправок на неплотную укладку частиц. Если используется мелкий песок, можно учесть его как сплошную засыпку. Для крупных камней (гальки или обломков) толщину слоя при расчете уменьшают на 10-15 % в зависимости от формы камней.

Для измерений понадобятся:

• линейка или рулетка;
• штангенциркуль для определения толщины стекла;
• калькулятор.

Справка! Иногда приходится вычертить днище аквариума на листе бумаги, чтобы можно было условно разделить его на простые фигуры. Это делается при расчете резервуаров сложной формы, которые невозможно вычислить одним простым действием.

Как правильно получить расчет?

Расчет объема выполняется по следующим правилам:

• измеряется внутренний размер емкости (наружный размер минус двойная толщина стекла);
• от полной высоты отнимают несколько сантиметров (3-5), оставляя некоторый незаполненный объем резервуара;
• вычитают несколько сантиметров высоты грунта;
• определяют объем донных конструкций, прибавляют к ним размеры фильтров.

Все дополнительные объемы вычитаются из расчетной величины, что в результате дает фактическое количество воды в аквариуме.

Применяемая формула

Расчет производится путем умножения площади основания на высоту воды. Проще всего вычислить объем параллелепипеда, где надо последовательно перемножить ширину, длину и высоту. Для определения объемов более сложных фигур используются другие методы.

Например, если у аквариума имеются скошенные углы, надо вычертить форму днища на листе бумаги и условно разделить ее на простые составляющие — прямоугольники и треугольники. После этого несложно рассчитать площади отдельных фигур и сложить их вместе.

Для расчета объема цилиндрического (морского) аквариума надо вычислить площадь дна:

S=πr^2 = πd2/4

Число π известно из школьного курса и равно 3,14. Измерить радиус аквариума не всегда удается, проще измерить диаметр, возвести его в квадрат и разделить на 4. Главным условием будет измерение именно внутреннего диаметра, без толщины стекла. Это и будет фактическая площадь дна.

Несколько примеров

Проще всего рассчитать объем резервуара обычной прямоугольной формы.

Для вычисления объема лучше переводить значение в кубические метры, чтобы затем было легче перевести результат в литры.

Один м3 равен 1000 литров.

• Допустим, его длина-ширина-высота составляют соответственно 50-30-35 см.
• Переводим эти размеры в метры и определяем объем: 0,5 × 0,3 × 0,35 = 0,0525 м3
• Затем переводим полученное значение в литры: 0,0525 × 1000 = 52,5 л

Расчет сосуда цилиндрической формы:

Определяем площадь дна. Допустим, диаметр равен 30 см. Тогда: (0,3)2 : 4 = 0,09 : 4 = 0,0225 м2

Теперь площадь дна надо умножить на высоту водяного столба (40 см или 0,4 м) и перевести полученный результат в литры: 0,0225 × 0,4 = 0,009 м3. 0,009 × 1000 = 9 л

Как вычислить на основании фактического объема резервуара полезный объем?

Расчет полезного объема аквариума базируется на определении полного количества воды, которое поместится в пустой емкости.

Для этого надо лишь определить размеры резервуара без учета толщины стекла.

Делать поправки на грунт, неполный налив емкости и на другие дополнительные элементы в данном случае не требуется.

Данные и инструменты

Для расчета полезного объема потребуются измерительные инструменты (линейка, рулетка, штангенциркуль) и калькулятор для вычислений.

Никаких дополнительных инструментов не надо. В паспорте аквариума (если он есть) указываются некоторые значения — толщина стекол, полный (геометрический) объем и прочие показатели. Их можно использовать для расчетов, что упростит задачу и ускорит получение результата.

Правила вычисления

Расчет делают по следующим правилам:

• Измеряют длину и ширину емкости, вычитая двойную толщину стекла.
• Измеряют высоту аквариума. Проще всего использовать линейку и измерить сразу внутреннюю высоту, чтобы не отнимать толщину стекла.
• Определяют конечный показатель по соответствующим формулам.

Поскольку надо определить именно внутренний объем самого резервуара, задача упрощается и не требует дополнительных действий.

Формула

Определение полезного объема производится путем умножения площади основания на высоту резервуара. Единственным исключением может стать шарообразный аквариум, где объем вычисляют по формуле:

V=3/4​ π r3

Определить полезную площадь шарообразного сосуда весьма сложно, так как он не является полноценным шаром — недостает срезанной верхушки. Поэтому, большинство пользователей идет опытным путем, заполняя шарообразный аквариум водой из емкостей с известным объемом.

Для определения объема шестиугольного аквариума используют формулу площади шестиугольника, умноженную на высоту.

Формула:

a — квадрат стороны шестиугольника. Полученное значение умножают на высоту резервуара и переводят полученное значение в литры.

Примеры

Для расчета объема параллелепипеда надо последовательно перемножить его длину, ширину и высоту. Сложнее вычислить объем шестиугольного аквариума.

Допустим, есть резервуар с длиной стенки 30 см, тогда площадь дна будет равна:

(3 × √3 a)/2 = (3 × (1,7 × 0,09)) : 2 = 0,459 : 2 = 0,23 м2

Теперь остается только умножить это значение на высоту внутренней части. Допустим, она равна 45 см.

Тогда:

0,23 × 0,45 = 0,1 м3

Для перевода в литры умножим результат на 1000 и получим 100 литров.

Расчеты могут оказаться слишком сложными для некоторых пользователей. Облегчить задачу помогут онлайн-калькуляторы, которых много в сети интернет. Рекомендуется воспользоваться несколькими из них, чтобы проверить результаты и избежать ошибок.

Зависит ли количество воды от вида рыб?

Разные виды аквариумных рыб нуждаются в собственных размерах жизненного пространства.

Например, для мелких видов (кардинал, гуппи или неон) достаточно 1 л на каждую рыбку.

Для более крупных видов требуется гораздо большее пространство. Например, для пары цихлид размером до 10 см потребуется около 40 литров.

Заключение

Объем аквариума нельзя вычислять обычным измерением его геометрических размеров. Такой подсчет даст слишком большое значение, из-за которого пользователь будет постоянно ошибаться в расчетах добавок и лекарственных средств.

Надо учитывать объемы дополнительных элементов (грунт, конструкции), вычесть некоторое количество воды, которое недоливают до верхнего края емкости. Не следует экономить время и усилий, поскольку эта процедура выполняется всего один раз, а используют ее потом все время эксплуатации аквариума.

А какова Ваша оценка данной статье?