ไม่ว่าจะเป็นถังเก็บน้ำ กระป๋องสี หรือหลอดทดลอง ภาชนะทรงกระบอกทุกอันมีลักษณะสองประการที่เหมือนกัน มีหน้าตัดเป็นวงกลมและมีส่วนขยายเฉพาะในอวกาศที่เรียกว่าความยาวหรือความสูง ถ้าคุณต้องการทราบความจุของกระบอกสูบ ซึ่งถือได้เท่าไหร่ คุณก็กำลังคำนวณปริมาตรของมันอยู่ มีสูตรง่ายๆ สำหรับการนั้น แต่มีสิ่งที่จับได้ คุณต้องคำนึงถึงความหนาของผนังภาชนะด้วย ในกรณีส่วนใหญ่ ปริมาณนี้เล็กน้อยแต่ไม่เสมอไป อีกสิ่งหนึ่ง: ความจุมักจะวัดเป็นแกลลอนหรือลิตร ดังนั้น หากคุณต้องการหน่วยเหล่านั้น คุณจะต้องแปลงจากลูกบาศก์ฟุต นิ้ว หรือหน่วยเมตริก
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
เนื่องจากความจุแตกต่างจากปริมาตรภายนอก คุณจึงต้องวัดขนาดภายในหากกระบอกสูบมีผนังหนา
ปริมาณและความจุ
คำว่า "ปริมาณ" และ "ความจุ" มักใช้สลับกันได้ แต่มีความหมายต่างกัน ปริมาตรของทรงกระบอกเท่ากับปริมาณพื้นที่ที่ใช้ และคุณสามารถวัดได้โดยการจุ่มลงในน้ำและวัดปริมาณน้ำที่ถูกแทนที่ ในทางกลับกัน ความจุหมายถึงปริมาณของของเหลวหรือของแข็งที่กระบอกสูบสามารถเก็บได้ หากคุณมีกระบอกสูบที่มีผนังหนา ความจุของกระบอกสูบอาจแตกต่างจากปริมาตรของกระบอกสูบอย่างมาก
การคำนวณปริมาตรของทรงกระบอก
สูตรคำนวณปริมาตรของทรงกระบอกที่มีรัศมี r และความสูง h คือ
V = \pi r^2 ชั่วโมง
ในทางปฏิบัติ การวัดรัศมีเป็นเรื่องยาก เนื่องจากคุณต้องระบุจุดศูนย์กลางของปากกระบอก การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางง่ายกว่ามาก ซึ่งเป็นระยะห่างสูงสุดระหว่างผนัง เนื่องจากรัศมีเท่ากับครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลาง (d = 2r) สูตรปริมาตรในแง่ของเส้นผ่านศูนย์กลางจะกลายเป็น:
V = \pi (d/2)^2 h = \frac{\pi d^2 h}{4}
ถ้าผนังบางมาก ปริมาตรจะเท่ากับความจุ แต่ถ้าผนังหนา ความจุจะน้อยกว่าปริมาตร เพื่อให้แน่ใจว่าคุณกำลังคำนวณความจุ ไม่ใช่ปริมาตร คุณควรวัดรัศมีภายในของกระบอกสูบ และคุณควรวัดความยาวจากด้านล่างด้านในถึงปากกระบอกสูบ
แปลงเป็นแกลลอนหรือลิตร
ถ้าคุณวัดเป็นนิ้ว ผลลัพธ์จะเป็นลูกบาศก์นิ้ว ในทำนองเดียวกัน วัดเป็นฟุต แล้วคุณจะได้ความจุเป็นลูกบาศก์ฟุต หรือวัดเป็นเซนติเมตรหรือเมตร แล้วคุณจะได้ผลลัพธ์เป็นลูกบาศก์เซนติเมตรหรือลูกบาศก์เมตรตามลำดับ ในทุกกรณี คุณจะต้องมีตัวประกอบการแปลงเพื่อแสดงผลลัพธ์เป็นแกลลอนหรือลิตร:
- 1 ลูกบาศก์นิ้ว = 0.004329 แกลลอนอเมริกา
- 1 ลูกบาศก์นิ้ว = 0.000579 ลูกบาศก์ฟุต
- 1 ลูกบาศก์ฟุต = 7.4813 แกลลอนอเมริกา
- 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร (1 มิลลิลิตร) = 0.000264 แกลลอนอเมริกา
- 1 ลูกบาศก์เมตร = 264 แกลลอนอเมริกา
- 1 ลิตร = 0.264201 แกลลอนสหรัฐฯ 1 แกลลอนอเมริกา = 3.79 ลิตร
- 1 แกลลอนอิมพีเรียล = 1.2 แกลลอนสหรัฐฯ; 1 แกลลอนอเมริกา = 0.832701 แกลลอนจักรวรรดิ
ตัวอย่าง
ถังเก็บน้ำคอนกรีตทรงกระบอกมีผนัง 3 นิ้วและฐาน 3 นิ้ว การวัดภายนอกคือ: เส้นผ่านศูนย์กลาง = 8 ฟุต; ความสูง = 5 ฟุต ความจุของมันคืออะไร?
ผนังของกระบอกสูบนี้ไม่ได้บางมาก ดังนั้นคุณจึงต้องวัดจากด้านใน เนื่องจากคุณทราบความหนาของผนัง คุณจึงสามารถคำนวณได้ ลบความหนาของผนังสองเท่า (6 นิ้ว) จากเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่กำหนดเพื่อให้ได้เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (8 ฟุต = 96 นิ้ว; 96 - 6 = เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 90 นิ้ว) เพื่อให้ได้ความสูงภายใน คุณต้องลบความหนาของด้านล่าง (3 นิ้ว) จากความสูงที่กำหนด (5 ฟุต = 60 นิ้ว; 60 - 3 = ความสูงด้านใน 57 นิ้ว)
โดยใช้สูตร คุณจะได้รับ:
V = \frac{\pi\times (90)^2 \times 57}{4} = 362,618.33\text{ in}^3
V = 362,618.33 ลูกบาศก์นิ้ว หรือ 209.74 ลูกบาศก์ฟุต 1,569.77 แกลลอนอเมริกา 1,307.15 แกลลอนอิมพีเรียล หรือ 5,949.43 ลิตร