Кубический сантиметр (см³) → кубический миллиметр (mm³), метрическая мера
Содержание:
Расчет объема трубы
Определите радиус трубы R. Если необходимо рассчитать внутренний объем трубы, то надо найти внутренний радиус. Если необходимо рассчитать объем, занимаемый трубой, следует рассчитать радиус внешний. Путем измерений можно легко получить диаметр (как внутренний, так и внешний) и длину окружности сечения трубы. Если известен диаметр трубы, поделите его на два. Так, R=D/2, где D — диаметр. Если известна длина окружности сечения трубы, поделите его на 2*Пи, где Пи=3.14159265. Так, R=L/6,28318530, где L — длина окружности.
Найдите площадь сечения трубы. Возведите значение радиуса в квадрат и помножьте его на число Пи. Так, S=Пи*R*R, где R — радиус трубы. Площадь сечения будет найдена в той же системе единиц, в которой было взято значение радиуса. Например, если значение радиуса представлено в сантиметрах, то площадь сечения будет вычислена в квадратных сантиметрах.
Вычислите объем трубы. Помножьте площадь сечения трубы на нее длину. Объем трубы V=S*L, где S — площадь сечения, а L — длина трубы.
Плотность и масса
В самолетах часто используют композиционные материалы вместо чистых металлов, так как в отличие от металлов, такие материалы имеют высокую упругость при малом весе. Воздушные винты этого самолета Bombardier Q400 изготовлены полностью из композиционных материалов.
В некоторых отраслях, например в авиации, необходимо использовать как можно более легкие материалы. Так как материалы низкой плотности также имеют низкую массу, в таких ситуациях стараются использовать материалы с наименьшей плотностью. Так, например, плотность алюминия всего 2,7 г/см³, в то время как плотность стали равна от 7,75 до 8,05 г/см³. Именно благодаря низкой плотности в 80% корпуса самолетов используют алюминий и его сплавы. Конечно, при этом стоит не забывать о прочности — сегодня мало кто делает самолеты из дерева, кожи, и других легких но малопрочных материалов.
В самолетах часто используют композиционные материалы вместо чистых металлов, так как в отличие от металлов, такие материалы имеют высокую упругость при малом весе. Воздушные винты этого самолета Bombardier Q400 изготовлены полностью из композиционных материалов.
Художественное изображение черной дыры, выполненное Американским ведомством НАСА.
Общие сведения
Плотность — свойство, которое определяет какое количество вещества по массе приходится на единицу объема. В системе СИ плотность измеряют в кг/м³, но также используются и другие единицы, например г/см³, кг/л и другие. В обиходе наиболее часто используют две равнозначные величины: г/см³ и кг/мл.
Факторы, влияющие на плотность вещества
Плотность одного и того же вещества зависит от температуры и давления. Обычно, чем выше давление, тем более плотно утрамбованы молекулы, что увеличивает плотность. В большинстве случаев увеличение температуры, наоборот, увеличивает расстояние между молекулами и уменьшает плотность. В некоторых случаях эта зависимость — обратная. Плотность льда, например, меньше плотности воды, несмотря на то, что лед холоднее воды. Объяснить это можно молекулярной структурой льда. Многие вещества, при переходе от жидкого к твердому агрегатному состоянию меняют молекулярную структуру так, что расстояние между молекулами уменьшается, и плотность, соответственно, увеличивается. Во время образования льда, молекулы выстраиваются в кристаллическую структуру и расстояние между ними, наоборот, увеличивается. При этом притяжение между молекулами также изменяется, плотность уменьшается, а объем увеличивается. Зимой необходимо не забывать про это свойство льда — если вода в водопроводных трубах замерзает, то их может разорвать.
Лед плавает на границе между водой и менее плотным изопропиловым спиртом, окрашенным синим цветом.
Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности.
Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке. В случае если сила потребляемого тока электроприбором не известна, то ее можно измерять с помощью амперметра.
Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или kVA). 1 кВт=1000 Вт.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.
Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.
Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит:
7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А
С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.
Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.
Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В
Внимание, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность
Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.
Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А.
Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».
Вычисление плотности
Часто плотность веществ указывают для стандартных условий, то есть для температуры 0 °C и давления 100 кПа. В учебных и справочных пособиях обычно можно найти такую плотность для веществ, часто встречающихся в природе. Некоторые примеры приведены в таблице ниже. В некоторых случаях таблицы недостаточно и плотность необходимо вычислить вручную. В этом случае массу делят на объем тела. Массу легко найти с помощью весов. Чтобы узнать объем тела стандартной геометрической формы, можно использовать формулы для вычисления объема. Объем жидкостей и сыпучих веществ можно найти, наполнив веществом измерительную чашку. Для более сложных вычислений используют метод вытеснения жидкости.
Метод вытеснения жидкости
Для вычисления объема таким способом, сначала наливают определенное количество воды в мерный сосуд и помещают до полного погружения тело, объем которого необходимо вычислить. Объем тела равен разности объема воды без тела, и с ним. Считается, что это правило вывел Архимед. Измерить объем таким способом можно только в том случае, если тело не поглощает воду и не портится от воды. Например, мы не станем измерять методом вытеснения жидкости объем фотоаппарата или изделий из ткани.
Неизвестно, насколько эта легенда отражает реальные события, но считается, что царь Гиерон II дал Архимеду задание определить, сделана ли его корона из чистого золота. Царь подозревал, что его ювелир украл часть золота, выделенного на корону, и вместо этого сделал корону из более дешевого сплава. Архимед мог легко определить этот объем, расплавив корону, но царь приказал ему найти способ сделать это, не повредив короны. Считается, что Архимед нашел решение этой задачи, когда принимал ванну. Погрузившись в воду он заметил, что его тело вытеснило определенное количество воды, и понял, что объем вытесненной воды равен объему тела в воде.
Полые тела
Некоторые природные и искусственные материалы состоят из полых внутри частиц, или из частиц настолько маленьких, что эти вещества ведут себя как жидкости. Во втором случае, между частицами остается пустое место, заполненное воздухом, жидкостью, или другим веществом. Иногда это место оставаться пустым, то есть оно заполнено вакуумом. Пример таких веществ — песок, соль, зерно, снег и гравий. Объем таких материалов можно определить, измерив общий объем и вычтя из него определенный геометрическими вычислениями объем пустот. Этот способ удобен, если форма частиц более-менее однородна.
Для некоторых материалов количество пустого места зависит от того, насколько плотно утрамбованы частицы. Это усложняет вычисления, так как не всегда легко определить, сколько пустого места между частицами.
Таблица плотностей часто встречающихся в природе веществ
| Вещество | Плотность, г/см³ |
|---|---|
| Жидкости | |
| Вода при температуре 20 °C | 0,998 |
| Вода при температуре 4 °C | 1,000 |
| Бензин | 0,700 |
| Молоко | 1,03 |
| Ртуть | 13,6 |
| Твердые вещества | |
| Лед при температуре 0°C | 0,917 |
| Магний | 1,738 |
| Алюминий | 2,7 |
| Железо | 7,874 |
| Медь | 8,96 |
| Свинец | 11,34 |
| Уран | 19,10 |
| Золото | 19,30 |
| Платина | 21,45 |
| Осмий | 22,59 |
| Газы при нормальных температуре и давлении | |
| Водород | 0,00009 |
| Гелий | 0,00018 |
| Монооксид углерода | 0,00125 |
| Азот | 0,001251 |
| Воздух | 0,001293 |
| Углекислый газ | 0,001977 |
Объемы в кулинарии
Жидкости в кулинарных рецептах обычно измеряют по объему. Сыпучие и сухие продукты в метрической системе, наоборот, измеряют по массе.
Чайная ложка
Объем чайной ложки разный в разных системах измерения. Изначально одна чайная ложка была четвертью столовой, потом — одной третьей. Именно последний объем сейчас используется в американской системе измерения. Это примерно 4,93 миллилитра. В американской диетологии размер чайной ложки равен 5 миллилитрам. В Великобритании обычно принято использовать 5,9 миллилитра, но в некоторых диетических пособиях и кулинарных книгах — это 5 миллилитров. Объем чайной ложки используемый в кулинарии обычно стандартизирован в каждой стране, но для еды используются ложки разных размеров.
Столовая ложка молока
Столовая ложка
Объем столовой ложки тоже колеблется в зависимости от географического региона. Так, например, в Америке, одна столовая ложка — это три чайных, пол-унции, примерно 14,7 миллилитра, или 1/16 американской чашки. Столовые ложки в Великобритании, Канаде, Японии, Южной Африке и Новой Зеландии — тоже содержат три чайных ложки. Так, метрическая столовая ложка — 15 миллилитров. Британская столовая ложка — 17.7 миллилитра, если чайная — 5,9, и 15, — если чайная — 5 миллилитров. Австралийская столовая ложка — ⅔ унции, 4 чайных ложки, или 20 миллилитров.
Чашка
Как мера объема, чашка не определяется так строго, как ложки. Объем чашки может варьировать от 200 до 250 миллилитров. Метрическая чашка — 250 миллилитров, а американская немного меньше, примерно 236,6 миллилитра. В американской диетологии объем чашки равен 240 миллилитрам. В Японии чашки еще меньше — всего 200 миллилитров.
Кварты и галлоны
Галлоны и кварты также имеют разную величину, в зависимости от географического региона, где они используются. В имперской системе измерения один галлон равен 4,55 литра, а в американской системе мер — 3,79 литра. В основном в галлонах измеряют топливо. Кварта равна четверти галлона и, соответственно, 1,1 литра в американской системе, и примерно 1,14 литра в имперской системе.
Пинта
В пинтах измеряют пиво даже в странах, где пинту не используют для измерения других жидкостей. В Великобритании в пинтах измеряют молоко и сидр. Пинта равна одной восьмой галлона. В некоторых других странах Содружества Наций и Европы также используют пинты, но, так как они зависят от определения галлона, а галлон имеет разный объем в зависимости от страны, пинты также не везде одинаковы. Имперская пинта равна примерно 568,2 миллилитра, а американская — 473,2 миллилитра.
Тюбик с жидким кремом объемом жидких 8 унций или 235 миллилитров
Жидкая унция
Имперская унция примерно равна 0,96 американской унции. Таким образом, в имперской унции содержится приблизительно 28,4 миллилитра, а в американской —29,6 миллилитра. Одна американская унция также приблизительно равна шести чайным ложкам, двум столовым, и одной восьмой чашки.
Единицы объема
Кубический метр
Единица измерения объема в системе СИ — кубический метр. Стандартное определение одного кубического метра — это объем куба с ребрами длиной в один метр. Также широко используются производные единицы, например, кубические сантиметры.
Литр
Литр — одна из наиболее часто используемых единиц в метрической системе. Он равен объему куба с ребрами длиной 10 см:1 литр = 10 см × 10 см × 10 см = 1000 кубических сантиметров
Это все равно, что 0,001 кубических метров. Масса одного литра воды при температуре 4°C примерно равна одному килограмму. Часто используются также миллилитры, равные одному кубическому сантиметру или 1/1000 литра. Миллилитр обычно обозначают как мл.
Джилл
Ресторан, специалирующийся на блюдах из морепродуктов в городе Нара, Япония
Джиллы — единицы объема, используемые в США для измерения алкогольных напитков. Один джилл — это пять жидких унций в Британской имперской системе или четыре в американской. Один американский джилл равен четверти пинты или половине чашки. В Ирландских пабах подают горячительные напитки порциями в четверть джилла, или 35,5 миллилитра. В Шотландских порции меньше — одна пятая джилла, или 28,4 миллилитра. В Англии до недавнего времени порции были еще меньше, всего одна шестая джилла или 23,7 миллилитра. Теперь же, это 25 или 35 миллилитров в зависимости от правил заведения. Хозяева могут решать самостоятельно, какую из двух порций им подавать.
Драм
Драм, или драхма — мера объема, массы, а также монета. В прошлом эта мера использовалась в аптекарском деле и равнялась одной чайной ложке. Позже стандартный объем чайной ложки изменился, и одна ложка стала равна 1 и 1/3 драхмы.
