這個管材體積計算器能做什麼
本計算器專門計算中空管材的「材料體積」,也就是管壁實際佔據的空間,而不是中間空心孔道的體積。只要輸入三項數值(外徑、內徑與長度),就能立即得到管材的體積、總表面積與截面積。任何一致的單位都適用(mm、cm、英吋、公尺),體積以該單位的立方表示,面積則以平方表示。
需要輸入的數值
- 外徑——從管外側量到外側的整體寬度。
- 內徑——管內中空孔道的寬度。
- 長度——管材兩端之間的全長。
計算器會先把每個直徑除以二,得到外半徑與內半徑,再進行後續運算。
公式解析
中空圓柱的體積,就是外圓柱的體積減去內側(孔道)的體積:
$$V = \pi\left(r_{\text{外}}^{2} - r_{\text{內}}^{2}\right)\times L$$
同時還會算出:
- 截面積 \(= \pi\left(r_{\text{外}}^{2} - r_{\text{內}}^{2}\right)\)——也就是管端那個環形的端面。
- 表面積 \(= 2\pi\left(r_{\text{外}} + r_{\text{內}}\right)\times L + 2\pi\left(r_{\text{外}}^{2} - r_{\text{內}}^{2}\right)\)——包含外壁、內壁,加上兩端的環形端面。
實例計算
假設有一根鋼管,外徑為 100 mm、內徑為 80 mm、長度為 500 mm,則外半徑為 50 mm、內半徑為 40 mm。
- 截面積 \(= \pi\left(50^{2} - 40^{2}\right) = \pi\left(2500 - 1600\right) = 2827 \text{ mm}^{2}\)
- 體積 \(= 2827 \times 500 \approx 1{,}413{,}717 \text{ mm}^{3}\)(約等於 1.41 公升的鋼材)
- 表面積 \(= 2\pi\left(50 + 40\right)\times 500 + 2 \times 2827 \approx 288{,}398 \text{ mm}^{2}\)
常見問題
這算出來的是管子可以裝多少液體嗎?不是——它算的是管壁材料的體積。若要計算可容納的液體容量,請只用內徑,把它當成實心圓柱來計算。
如果內徑輸入 0 會怎樣?結果就會變成實心圓柱,因為沒有孔道可以扣除。
應該用哪種單位?任何單位都可以,只要三項輸入使用同一種單位即可。體積會以該單位的立方表示,面積則以平方表示。