這個計算機的用途
比重計(Hydrometer)是靠浮起的高度來量測液體的比重(SG)。不過,比重計只在某個固定溫度下校準才會顯示正確數值,最常見的是 20°C(68°F)。當樣品比這個基準更熱或更冷時,液體密度會改變,讀數也會跟著偏移。本計算機會套用溫度校正,讓你得到在校準基準溫度下的真實比重——對於精準的自釀啤酒、釀造葡萄酒與實驗室量測來說,這一步不可或缺。
使用方法
輸入比重計上顯示的比重值、樣品的實際溫度,以及比重計的校準溫度(請查看儀器本體或說明書,通常是 20°C)。工具會回傳校正後的 SG,並列出實際套用的修正幅度。
公式說明
校正的原理,是把你的讀數乘上兩個溫度下水密度的比值。密度以攝氏溫度的三次多項式估算:$$\rho(T) = 1.00130346 - 1.34722124\times 10^{-4}\,T + 2.04052596\times 10^{-6}\,T^{2} - 2.32820948\times 10^{-9}\,T^{3}$$。校正後的比重為 $$\text{SG}_{corr} = \text{SG} \cdot \frac{\rho(\text{T}_{sample})}{\rho(\text{T}_{calib})}$$。當樣品溫度高於校準溫度時,讀數會偏低,因此校正會把數值往上調;樣品較冷時則往下調。
實例試算
假設一支在 20°C 校準的比重計讀到 1.050,但麥汁實際溫度為 30°C。\(\rho(30) \approx 0.99847\)、\(\rho(20) \approx 0.99905\),比值約為 0.99942。校正後的 SG 為 $$1.050 \times 0.99942 \approx 1.0494$$——略微偏低,正好印證了在高溫下讀數被高估了。
常見問題
我該用哪個校準溫度?多數現代比重計以 20°C 校準;較舊的儀器或美規產品可能採用 15.6°C(60°F)。請以你儀器上標示的數值為準。
這對高比重的麥汁或葡萄酒也適用嗎?它是相當接近的近似值。此多項式描述的是水的密度,因此糖分極高的果汁或醪液會有些微額外誤差,但仍在實務釀造可接受的範圍內。
為什麼我算出來的修正量這麼小?只要溫度落在校準值的幾度之內,調整幅度就非常微小;唯有當溫差超過約 5–10 度時,校正才會有明顯意義。