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Bowl of Plenty: Wie viel wiegt Wasser?

Update 2009-08-07: Jetzt wird die etwas geringere Dichte von Wasser bei Raumtemperatur berücksichtigt, was die Antwort um 0,3% verbessert.

Ist das eine dumme Frage? Überhaupt nicht, wenn Sie entweder amerikanische oder imperiale Maße verwenden.

Ich bin gerade über zwei Webseiten gelaufen, die sagen, dass eine Tasse Wasser 8 Unzen (oz) wiegt. Um die Schuldigen zu schützen, werde ich die Websites nur erwähnen, um zu sagen, dass eine von einem Physiker und die andere von einem Kochmagazin stammt, die beide es besser wissen sollten — wenn auch aus unterschiedlichen Perspektiven — als diese falschen Informationen zu veröffentlichen. Let’s do the math:

Per Definition enthält 1 Liter (L) 1000 Kubikzentimeter (cm3 oder cc) Volumen, also 1 Milliliter (ml) ist das gleiche wie 1 cc Volumen. Das Gewicht von Wasser wurde ursprünglich auch als 1 Kilogramm (kg) pro Liter definiert, aber diese Definition wurde verworfen, da sich die Dichte von Wasser mit der Temperatur und dem atmosphärischen Druck ändert (wenn Sie neugierig sind, beschreibt dieses PDF einige Faktoren, die bei der Messung von Wasser in einem Labor zu berücksichtigen sind). Unter Berücksichtigung dieser Tatsache basieren die folgenden Berechnungen auf Daten bei Raumtemperatur (25 ° C / 77 ° F) und 1 Atmosphäre (im Grunde Luftdruck auf Meereshöhe). Leitungswasser ist etwas dichter als reines Wasser, aber der Unterschied ist bei Raumtemperatur vernachlässigbar. Unter diesen Bedingungen hat Wasser eine Dichte von 997,13 kg/ m3. Für die Berechnungen benötigen wir auch ein paar Umrechnungsfaktoren:

1 m = 100 cm
1 kg = 1000 g
1 L = 1,0567 US-Quarts (qt)
1 qt = 4 Tassen
1 lb = 16 oz = 453,59 g

Nur um explizit klar zu sein, alle nichtmetrischen Gewichte in diesem Beitrag werden in Avoirdupois-Einheiten ausgedrückt. Dies ist das gewöhnliche Gewichtssystem, das in den USA verwendet wird (im Gegensatz zu Troy-Einheiten, die zum Wiegen von Edelmetallen verwendet werden). Da avoirdupois das gebräuchlichste System ist, denke ich, dass es etwas sauberer ist, diese zusätzliche Notation in den Gleichungen wegzulassen. Jetzt berechnen wir,

(997,13 kg/m3) × (1000 g/kg) × (1 m/ 100 cm)3 × (1000 cm3/L) = 997,13 g/L

Umrechnung in US-Einheiten,

997,13 g/L) × (1 lb/453,59g) × (1 L/1,0567 qt) = 2,0803 lb/qt

Schließlich, umwandlung zu tassen,

(2,0803 lb/qt) × (16 unzen/lb) × (1 qt/4 tassen) = 8.3214 oz/ Tasse (US)

Im US-üblichen Messsystem wird dann eine Tasse Wasser, das sind 8 Flüssigunzen (fl. unzen) in volumen, ist eigentlich 8,3214 unzen in gewicht. Ist es nah genug? Ich glaube nicht. Wenn Sie Wasser auf einer digitalen Skala messen, die 1/8-oz-Schritte anzeigt, wäre der nächste Messwert 8-3 / 8 oz. Für Waagen mit 1/4-Unzen Auflösung wäre der nächste Messwert 8-1 / 4 Unzen.

Basierend auf dem Obigen können wir einige praktische Tabellen für verschiedene Volumes erstellen. Beginnen wir zuerst mit metrischen Zahlen:

Weight of water at 25 °C (77 °F) at sea level.
Metric
Volume
US
Volume
Imperial Volume Metric
Weight
Avoirdupois Weight
1 milliliter
(= 1 cc or cm3)
0.03381 fl oz 0.03520 fl oz 0.9971 g 0.03517 oz
1 liter 1.057 qt 0.8799 qt 0.9971 kg 2.198 lb
1 cubic meter 264.2 gal 220.0 gal 997.1 kg 2198 lb

In US units:

* Based on these defined (i.e., exact) figures: 1 US liquid gallon = 231 in3 and 1 inch = 2.54 cm. See the Wikipedia links below for source data.
US Customary Volume Multiplier (exact) Metric Volume* Avoirdupois Weight Metric Weight
1 teaspoon N/A 4.929 mL 0.1734 oz 4.915 g
1 tablespoon = 3 tsp 14.79 mL 0.5201 oz 14.74 g
1 fluid ounce = 2 tbsp 29.57 mL 1.040 oz 29.49 g
1 cup = 8 fl oz 236.6 mL 8.321 oz 235.9 g
1 pint = 2 cup 473.2 mL 16.64 oz
(1.040 lb)
471.8 g
1 quart = 2 pt 0.9464 L 33.29 oz
(2.080 lb)
0.9436 kg
1 gallon = 4 qt 3.785 L 8.321 lb 3,775 kg
1 kubikzoll N/A 16,39 mL 0,5764 unzen 16,34g
1 kubikfuß = 1728 in3 28,32 L 62,25 Pfund 28,24 kg
1 Kubikmeter = 27 ft3 764,6 L 1681 Pfund 762,4 kg

Lassen Sie uns einen Moment innehalten und ein wenig über Terminologie nachdenken. Es scheint, dass einige Leute Schwierigkeiten haben, zwischen der Definition von Gewicht und Volumen zu unterscheiden. Was ist der Unterschied? Einfach,

Weight = wie schwer
Volume = wie groß

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass verschiedene Substanzen, die auf die gleiche Größe (Volumen) gefüllt sind, unterschiedliche Gewichte haben können. Um ein klassisches Beispiel zu verwenden, ist ein Eimer voller Federn leichter als derselbe Eimer voller Steine. Das gleiche Prinzip gilt auch für Flüssigkeiten in der Küche. Eine Tasse (dh 8 Flüssigunzen) Öl wiegt weniger als eine Tasse Wasser.Apropos Flüssigunzen: Was passiert Ihrer Meinung nach, wenn der Name einer Einheit, die normalerweise mit dem Gewicht (oz) verbunden ist, in eine Einheit zur Volumenmessung (fl. oz)? Ständige Verwirrung, das ist was. Die Nomenklatur sorgt für ein riesiges Durcheinander, aber wir bleiben dabei.

Es hilft auch nicht, dass die US-Maße umgangssprachlich als „englische“ oder „britische“ Einheiten bezeichnet werden, obwohl sich das offizielle US-amerikanische und das imperiale System bei der Volumenmessung erheblich unterscheiden. Wie es passiert, 1 Imperial fl. oz entspricht 0,96076 US fl. oz, also 8 Imperiale fl. oz Wasser entspricht 7.9948 Unzen nach Gewicht, was meiner Meinung nach tatsächlich nahe genug an 8 Unzen für Kochmesszwecke ist.

Außerdem unterscheiden sich nicht nur die Maße zwischen US-üblichen und imperialen Einheiten, sondern auch die Multiplikatoren. Ein Imperial Pint zum Beispiel ist 20 Imperial fl oz, während ein US-Pint 16 US-fl oz ist. Ein Pint Wasser wiegt also entweder 16.643 oz (US) oder 19.987 oz (Imperial). Nicht ganz „ein Pint ist ein Pfund die Welt um,“ dort. In jedem Fall können wir auch eine Tabelle für imperiale Einheiten berechnen:

* Basierend auf diesen definierten (d. h. genauen) Zahlen: 1 Imperiale Gallone = 4,54609 L & 1 Kobold. EL = 5/8 Kobold. fl. oz. Siehe die Wikipedia-Links unten für Quelldaten.
Imperial (UK) Volume Multiplier (exact) Metric Volume* Avoirdupois Weight Metric Weight
1 teaspoon N/A 5.919 mL 0.2082 oz 5.902 g
1 dessertspoon = 2 tsp 11.84 mL 0.4164 oz 11.80 g
1 tablespoon = 3 tsp 17.76 mL 0.6246 oz 17.71 g
1 fluid ounce = 1.6 tbsp 28.41 mL 0.9994 oz 28.33 g
1 cup = 10 fl oz 284.1 mL 9.994 oz 283.3 g
1 pint = 2 cup 568.3 mL 19.99 oz
(1.249 lb)
566.6 g
1 quart = 2 pt 1.137 L 39.97 oz
(2.498 lb)
1.133 kg
1 gallon = 4 qt 4.546 L 9.994 lb 4.533 kg
Cubic inch, fuß, und hof zahlen sind die gleichen wie UNS misst.

Beachten Sie, wie nahe eine imperiale Gallone Wasser einem Gewicht von 10 Pfund kommt. Das liegt daran, dass, ähnlich wie bei der ursprünglichen kg / L-Äquivalenz, die imperiale Gallone als das Volumen definiert wurde, das von 10 Pfund destilliertem Wasser eingenommen wird, jedoch bei einer niedrigeren Temperatur und einem etwas höheren Druck als das, was ich hier verwendet habe (insbesondere 62 ° F und 30 Zoll Quecksilber, was etwa 1,0025 atm entspricht).

Conversely, we can also figure volumes based on a starting weight, again under the condition of 25 °C (77 °F) at sea level:

Weight of water US Volume Imperial
Volume
Metric Volume
1 gram 0.03391 fl oz 0.03530 fl oz 1.003 mL
1 kilogram 33.91 fl oz
(1.060 qt)
35,30 fl oz
(0,8824 qt)
1,003 L
1 avoirdupois Unze 0,9614 fl oz 1,001 fl oz 28,43 mL
1 avoirdupois Pfund 15,38 fl oz
(1,923 tasse)
16,01 fl oz
(1,601 tasse)
454,9 ml

Wissen Sie, dieser Beitrag begann als Schimpftirade, wurde aber zu einer Reihe von Umrechnungstabellen. Wie kam es dazu? Ich denke, ich werde hier aufhören, bevor ich mich über die Unterscheidung innerhalb des US-Systems selbst von flüssigen Quarts vs. trockenen Quarts aufrege oder wie sich die üblichen Maßnahmen beim Kochen von den FDA-regulierten Maßnahmen für die Nährwertkennzeichnung von Lebensmitteln unterscheiden. Ich wünschte, alle unsere Rezepte würden in Metrik veröffentlicht, aber ich weiß, dass ich den Tag nie sehen werde.

Oh, wenn Sie so weit gelesen haben (danke, wirklich), fragen Sie sich jetzt vielleicht, warum ich noch keine Umrechnungstabelle zwischen US- und imperialen Volumina oder zwischen gewürfelten Längen und Volumina bereitgestellt habe. Der Grund dafür ist, dass es in diesem Beitrag um das Gewicht von Wasser geht, ausgedrückt in mehreren Einheiten, und nicht darum, ein Volumen von einer Einheit in eine andere umzuwandeln. Außerdem enthalten die vorhandenen Tabellen bereits genügend Informationen in Form von metrischen Volumina oder Gewichten, damit Sie diese Umrechnungen selbst ableiten können. Sie können auch bei Wikipedia nach Umrechnungstabellen und Einheitendefinitionen suchen:

  • Vergleich von US & Imperiale Einheiten
  • Umrechnung von Einheiten
  • US-übliche Einheiten
  • Flüssigunze