यह क्या है
यह कैलकुलेटर तापमान के आधार पर तरल पानी के घनत्व का अनुमान लगाता है। इसके लिए एक प्रसिद्ध अनुभवजन्य (empirical) बहुपद का उपयोग किया जाता है, जो मानक वायुमंडलीय दाब पर 0 °C से 100 °C तक मान्य है। पानी का घनत्व स्थिर नहीं रहता: यह लगभग 4 °C पर सबसे अधिक होता है और पानी गर्म होने पर घटता जाता है। यही कारण है कि बर्फ पानी पर तैरती है और झीलें तापमान के अनुसार परतों में बँट जाती हैं।
इसका उपयोग कैसे करें
पानी का तापमान सेल्सियस डिग्री में (0–100) दर्ज करें। कैलकुलेटर घनत्व को किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m³) और साथ ही ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g/cm³) में दिखाता है। इसे प्रयोगशाला के काम, इंजीनियरिंग, एक्वेरियम, ब्रूइंग (शराब/बीयर बनाना) या भौतिकी के होमवर्क के लिए इस्तेमाल करें।
सूत्र
घनत्व की गणना इस प्रकार होती है:
$$\rho = 1000\left(1 - \frac{\text{T (\degree C)} + 288.9414}{508929.2\left(\text{T (\degree C)} + 68.12963\right)}\left(\text{T (\degree C)} - 3.9863\right)^2\right)$$यहाँ \(T\) तापमान °C में है और \(\rho\) घनत्व kg/m³ में है। पद \((T - 3.9863)^2\) यह सुनिश्चित करता है कि अधिकतम घनत्व लगभग 3.9863 °C पर आए, जो पानी के वास्तविक भौतिक व्यवहार से मेल खाता है।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए \(T = 100\) °C: \((T + 288.9414) = 388.9414\); हर (denominator) \(= 508929.2 \times (100 + 68.12963) = 508929.2 \times 168.12963 \approx 8{,}55{,}65{,}000\); \((T - 3.9863)^2 = 96.0137^2 \approx 9218.63\)। इसलिए \(\rho \approx 1000 \times \left(1 - \frac{388.9414}{8{,}55{,}65{,}000} \times 9218.63\right) \approx 1000 \times (1 - 0.041903) \approx 958.10\) kg/m³। उबलने के पास पानी का घनत्व उस ~999.97 kg/m³ की तुलना में काफ़ी कम होता है, जो वह लगभग 4 °C पर हासिल करता है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
पानी का घनत्व किस तापमान पर सबसे अधिक होता है? लगभग 3.99 °C पर, जहाँ घनत्व करीब 999.97 kg/m³ होता है।
क्या इसमें दाब (pressure) का हिसाब शामिल है? नहीं — यह मानक वायुमंडलीय दाब और शुद्ध तरल पानी मानकर चलता है।
4 °C से ऊपर घनत्व क्यों घटता है? तापीय प्रसार (thermal expansion) के कारण: गर्म होने पर अणु एक-दूसरे से दूर हटते हैं, जिससे आयतन बढ़ता है और घनत्व घटता है।
