Калькулятор плотности воды по температуре

Введите расчет

Температура воды (°C)

Результатов

Плотность воды

998,234

kg/m³ at 20 °C

Температура	20 °C
Плотность	998,234 kg/m³
Плотность (г/см³)	0,998234

Что это такое

Этот калькулятор рассчитывает плотность жидкой воды в зависимости от её температуры по известной эмпирической формуле, которая справедлива в диапазоне от 0 °C до 100 °C при нормальном атмосферном давлении. Плотность воды не постоянна: своего максимума она достигает около 4 °C, а при дальнейшем нагревании снижается. Именно поэтому лёд плавает на поверхности, а водоёмы расслаиваются по температуре.

Плотность воды достигает максимума около 4 °C, а затем постоянно снижается вплоть до 100 °C.

Как пользоваться

Введите температуру воды в градусах Цельсия (от 0 до 100). Калькулятор покажет плотность в килограммах на кубический метр (кг/м³), а также в граммах на кубический сантиметр (г/см³). Это удобно для лабораторных и инженерных расчётов, обслуживания аквариумов, пивоварения или решения задач по физике.

Формула

Плотность рассчитывается по выражению:

$$\rho = 1000\left(1 - \frac{\text{T (\degree C)} + 288{,}9414}{508929{,}2\left(\text{T (\degree C)} + 68{,}12963\right)}\left(\text{T (\degree C)} - 3{,}9863\right)^2\right)$$

где T — температура в °C, а ρ — плотность в кг/м³. Множитель \((\text{T} - 3{,}9863)^2\) обеспечивает максимум плотности при температуре около 3,9863 °C, что точно соответствует реальному поведению воды.

Плотность отражает, насколько плотно упакованы молекулы воды — максимальна около 4 °C.

Разбор примера

Возьмём T = 100 °C: \((\text{T} + 288{,}9414) = 388{,}9414\); знаменатель \(= 508929{,}2 \times (100 + 68{,}12963) = 508929{,}2 \times 168{,}12963 \approx 85\,565\,000\); \((\text{T} - 3{,}9863)^2 = 96{,}0137^2 \approx 9218{,}63\). Тогда $$\rho \approx 1000 \times \left(1 - \frac{388{,}9414}{85\,565\,000} \times 9218{,}63\right) \approx 1000 \times (1 - 0{,}041903) \approx 958{,}10 \ \text{кг/м}^3.$$ У точки кипения вода заметно менее плотная, чем при ~4 °C, где её плотность достигает примерно 999,97 кг/м³.

Частые вопросы

При какой температуре плотность воды максимальна? Примерно при 3,99 °C — здесь плотность составляет около 999,97 кг/м³.

Учитывается ли давление? Нет — формула предполагает нормальное атмосферное давление и чистую жидкую воду.

Почему плотность падает выше 4 °C? Из-за теплового расширения: при нагревании молекулы расходятся, объём увеличивается, а плотность снижается.