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Cuenco de abundancia: ¿Cuánto pesa el agua?

Actualización 2009-08-07: Ahora se tiene en cuenta la densidad ligeramente inferior del agua a temperatura ambiente, mejorando la respuesta en un 0,3%.

¿Es una pregunta tonta? Para nada, si estás usando medidas estadounidenses o imperiales.

Acabo de encontrar dos páginas web que dicen que una taza de agua pesa 8 onzas (oz). Para proteger a los culpables, no mencionaré los sitios, excepto para decir que uno es de un físico y el otro de una revista de cocina, los cuales deberían saber mejor, aunque desde diferentes perspectivas, que publicar esta información incorrecta. Hagamos los cálculos:

Por definición, 1 litro (L) contiene 1000 cm cúbicos (cm3, o cc) de volumen, por lo que 1 mililitro (mL) es lo mismo que 1 cc de volumen. El peso del agua también se definió inicialmente como 1 kilogramo (kg) por litro, pero esa definición se ha descartado ya que la densidad del agua cambia con la temperatura y la presión atmosférica (si tiene curiosidad, este PDF describe algunos factores a considerar al medir el agua en un laboratorio). Teniendo esto en cuenta, los siguientes cálculos se basan en datos a temperatura ambiente (25 °C/77 °F) y 1 atmósfera (básicamente, presión del aire a nivel del mar). El agua del grifo es ligeramente más densa que el agua pura, pero la diferencia es insignificante a temperatura ambiente. En estas condiciones, el agua tiene una densidad de 997,13 kg / m3. Para los cálculos, también necesitaremos algunos factores de conversión:

1 m = 100 cm
1 kg = 1000 g
1 L = 1.0567 cuartos de galón estadounidenses (qt)
1 qt = 4 tazas
1 lb = 16 oz = 453.59 g

Solo para sea explícitamente claro, todos los pesos no métricos en este post se expresan en unidades avoirdupois. Este es el sistema de pesaje ordinario utilizado en los EE.UU. (a diferencia de las unidades troy, que se utilizan para pesar metales preciosos). Dado que avoirdupois es el sistema de uso común, creo que será un poco más limpio omitir esta notación adicional en las ecuaciones. Ahora calculamos,

(997.13 kg/m3) × (1000 g/kg) × (1 m/100 cm)3 × (1000 cm3/L) = 997.13 g/L

Conversión de las unidades,

(997.13 g/L) × (1 lb/453.59 g) × (1 L/1.0567 qt) = 2.0803 lb/qt

Finalmente, la conversión de las tazas,

(2.0803 lb/qt) × (16 oz/lb) × (1 qt/4 tazas) = 8.3214 oz/taza (NOSOTROS)

En los estados unidos habitual sistema de medición, a continuación, una taza de agua, que es de 8 onzas de líquido (fl. oz) en volumen, es en realidad 8.3214 oz de peso. ¿Está lo suficientemente cerca? No lo creo. Si estuviera midiendo agua en una escala digital que muestra incrementos de 1/8 onzas, la lectura más cercana sería de 8-3/8 onzas. Para escalas con resolución de 1/4 onzas, la lectura más cercana sería de 8-1/4 onzas.

En base a lo anterior, podemos hacer algunas tablas útiles para varios volúmenes. Empecemos con las cifras métricas primero:

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 pulgada cúbica N/A 16.39 mL 0.5764 oz 16.34 g
1 pie cúbico = 1728 in3 28.32 L 62.25 lb 28.24 kg
1 yarda cúbica = 27 ft3 764.6 L 1681 lb 762.4 kg

Vamos a una pausa por un momento y pensar acerca de la terminología un poco. Parece que algunas personas tienen problemas para distinguir entre cómo se definen el peso y el volumen. ¿Cuál es la diferencia? Simplemente,

Weight = how heavy
Volume = how big

Es importante recordar que diferentes sustancias rellenas con el mismo tamaño (volumen) pueden tener diferentes pesos. Para usar un ejemplo clásico, un cubo lleno de plumas será más liviano que el mismo cubo lleno de rocas. El mismo principio se aplica también a los líquidos en la cocina. Una taza (es decir, 8 onzas líquidas) de aceite pesará menos que una taza de agua.

Hablando de onzas líquidas, ¿qué cree que sucede cuando el nombre de una unidad normalmente asociada con el peso (oz) se incluye en una unidad para medir el volumen (fl. oz)? Confusión constante, eso es lo que pasa. La nomenclatura es un gran desastre, pero es con lo que estamos atrapados.

Tampoco ayuda que las medidas estadounidenses se llamen coloquialmente unidades» inglesas «o» británicas», a pesar de que los sistemas oficiales estadounidenses e imperiales difieren significativamente cuando se trata de medir el volumen. Da la casualidad de que 1 Imperial fl. oz es igual a 0.96076 US fl. oz, so 8 Imperial fl. oz de agua equivale a 7.9948 oz por peso, que creo que es lo suficientemente cerca de 8 oz para fines de medición de cocción.

Además, no solo las medidas difieren entre las unidades tradicionales de EE.UU. y las unidades imperiales, también lo hacen los multiplicadores. Una pinta imperial, por ejemplo, es de 20 fl oz, mientras que una pinta estadounidense es de 16 fl oz. Así que una pinta de agua pesa 16.643 oz (EE. UU.) o 19.987 oz (Imperial). No del todo «una pinta es una libra en el mundo». En cualquier caso, también podemos calcular una tabla para unidades imperiales:

* Basado en estas figuras definidas (es decir, exactas): 1 galón imperial = 4.54609 L & 1 Imp. cucharadas = 5/8 Imp. fl. oz. Consulte los enlaces de Wikipedia a continuación para obtener datos de origen.
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
Las figuras de pulgadas cúbicas, pies y patio son las mismas que las medidas estadounidenses.

Observe lo cerca que un galón imperial de agua llega a pesar 10 libras. Esto se debe a que, de manera similar a la equivalencia original en kg/L, el galón imperial se definió como el volumen ocupado por 10 libras de agua destilada, pero a una temperatura más baja y una presión ligeramente mayor que la que usé aquí (específicamente, 62 °F y 30 pulgadas de mercurio, que es aproximadamente 1.0025 atm).

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 onza avoirdupois 0.9614 fl oz 1.001 fl oz 28.43 mL
1 libra avoirdupois 15.38 fl oz
(1.923 taza)
16.01 fl oz
(1.601 taza)
454.9 mL

ya sabes, este post comenzó como una perorata, pero se convirtió en un montón de tablas de conversión. ¿Cómo pasó eso? Creo que me detendré aquí antes de ponerme nervioso por la distinción dentro del propio sistema estadounidense de cuartos de galón líquidos frente a cuartos de galón secos o por cómo las medidas habituales utilizadas en la cocina difieren de las medidas reguladas por la FDA que se usan para el etiquetado nutricional de los alimentos. Me hace desear que todas nuestras recetas se publiquen en métrica, pero sé que nunca veré el día.

Oh, si has leído hasta aquí (gracias, de verdad), ahora te estarás preguntando por qué aún no he proporcionado una tabla de conversión entre volúmenes estadounidenses e imperiales o entre longitudes y volúmenes en cubos. La razón se debe a que este artículo trata sobre el peso del agua, expresado en múltiples unidades, y no sobre la conversión de un volumen de una unidad a otra. Además, las tablas existentes ya contienen suficiente información, en forma de volúmenes métricos o pesos, para que pueda derivar estas conversiones usted mismo, o, para una ruta más directa, puede usar cualquiera de las calculadoras disponibles en línea. También puede consultar con Wikipedia las tablas de conversión y las definiciones de unidades:

  • Comparación de US & Imperial de Unidades
  • la Conversión de Unidades
  • NOSOTROS las Unidades
  • Onzas de Líquido