Articles

Kom van overvloed: hoeveel weegt water?

Update 2009-08-07: nu wordt rekening gehouden met de iets lagere dichtheid van water bij kamertemperatuur, waardoor het antwoord met 0,3% wordt verbeterd.

Is dit een domme vraag? Helemaal niet, als je Amerikaanse of keizerlijke maten gebruikt.

Ik liep net over twee webpagina ‘ s die zeggen dat een kopje water weegt 8 ounces (oz). Om de schuldigen te beschermen, zal ik de sites niet noemen, behalve om te zeggen dat de ene van een natuurkundige is en de andere van een kookblad, die beiden beter zouden moeten weten—zij het vanuit verschillende perspectieven—dan deze onjuiste informatie te publiceren. Laten we de berekening doen:

per definitie bevat 1 liter (L) 1000 kubieke cm (cm3, of cc) volume, dus 1 milliliter (mL) is hetzelfde als 1 cc volume. Het gewicht van water werd aanvankelijk ook gedefinieerd als 1 kilogram (kg) per liter, maar die definitie is verworpen omdat de dichtheid van water verandert met de temperatuur en de atmosferische druk (als je nieuwsgierig bent, deze PDF schetst een aantal factoren om rekening mee te houden bij het meten van water in een lab). Rekening houdend met dit, zijn de volgende berekeningen gebaseerd op gegevens bij kamertemperatuur (25 °C/77 °F) en 1 atmosfeer (in principe, luchtdruk op zeeniveau). Leidingwater is iets dichter dan zuiver water, maar het verschil is verwaarloosbaar bij kamertemperatuur. Onder deze omstandigheden heeft water een dichtheid van 997,13 kg/m3. Voor de berekeningen hebben we ook enkele conversiefactoren nodig:

1 m = 100 cm
1 kg = 1000 g
1 L = 1.0567 us quarts (qt)
1 qt = 4 cups
1 lb = 16 oz = 453.59 g

om expliciet duidelijk te zijn, worden alle niet-metrische gewichten in deze post uitgedrukt in avoirdupois eenheden. Dit is het gewone gewichtssysteem dat in de VS wordt gebruikt (in tegenstelling tot troy-eenheden, die worden gebruikt voor het wegen van edele metalen). Aangezien avoirdupois het algemeen gebruikte systeem is, denk ik dat het een beetje schoner zal zijn om deze extra notatie in de vergelijkingen weg te laten. Nu wij berekenen

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

Converteren naar AMERIKAANSE eenheden,

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

tot slot, het omzetten naar cups,

(2.0803 lb/qt) × (16 oz/lb) × (1 l/4 kopjes) = 8.3214 oz/cup (US)

in het Amerikaanse gebruikelijke meetsysteem, dan, een kopje water, dat is 8 vloeibare ounces (fl. oz) in volume, is eigenlijk 8,3214 oz in gewicht. Is het dichtbij genoeg? Ik denk het niet. Als u het meten van water op een digitale schaal die 1/8-oz stappen weergeeft, de dichtstbijzijnde lezing zou zijn 8-3 / 8 oz. Voor schalen met een resolutie van 1/4 oz, zou de dichtstbijzijnde lezing 8-1/4 oz zijn.

Op basis van het bovenstaande kunnen we enkele handige tabellen maken voor verschillende volumes. Laten we eerst beginnen met metrische cijfers:

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 kubieke inch nvt 16.39 mL 0.5764 oz 16.34 g
1 kubieke voet = 1728 in3 28.32 L 62.25 lb 28.24 kg
1 kubieke yard = 27 ft3 764.6 L 1681 lb 762.4 kg

Laten we even pauzeren voor een moment en denk na over de terminologie een beetje. Het lijkt erop dat sommige mensen moeite hebben om onderscheid te maken tussen Hoe gewicht en volume worden gedefinieerd. Wat is het verschil?

gewicht = hoe zwaar
Volume = hoe groot

Het is belangrijk om te onthouden dat verschillende stoffen gevuld met dezelfde grootte (volume) verschillende gewichten kunnen hebben. Om een klassiek voorbeeld te gebruiken, een emmer vol veren zal lichter in gewicht zijn dan dezelfde emmer gevuld met stenen. Hetzelfde principe geldt ook voor vloeistoffen in de keuken. Een kopje (dat wil zeggen, 8 vloeibare ons) olie weegt minder dan een kopje water.

sprekend van vloeibare ounces, wat denk je dat er gebeurt wanneer de naam van een eenheid die normaal geassocieerd wordt met gewicht (oz) wordt opgenomen in een eenheid voor het meten van volume (fl. oz)? Constante verwarring, dat is wat. De nomenclatuur zorgt voor een enorme puinhoop, maar het is waar we mee opgescheept zitten.

het helpt ook niet dat de Amerikaanse maten in de volksmond “Engelse” of “Britse” eenheden worden genoemd, hoewel de officiële Amerikaanse en imperiale systemen aanzienlijk verschillen als het gaat om het meten van volume. Als het gebeurt, 1 Imperial fl. oz is gelijk aan 0,96076 US fl. oz, So 8 Imperial fl. oz water is gelijk aan 7.9948 oz op gewicht, die ik geloof is eigenlijk dicht genoeg bij 8 oz voor koken-meetdoeleinden.

verder verschillen de metingen niet alleen tussen us usual en Imperial units, maar ook tussen de multipliers. Een Imperial pint, bijvoorbeeld, is 20 Imperial fl oz, terwijl een US pint is 16 US fl oz. Dus een pint water weegt ofwel 16.643 oz (US) of 19.987 oz (Imperial). Niet echt “een pint is een pond de wereld rond,” daar. In ieder geval kunnen we ook een tabel voor imperiale eenheden berekenen:

* gebaseerd op deze gedefinieerde (d.w.z. exacte) cijfers: 1 Imperial gallon = 4.54609 L & 1 Imp. tbsp = 5/8 Imp. fl. oz. Zie de Wikipedia links hieronder voor brongegevens.
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
kubieke inch, voet, en yard cijfers zijn dezelfde als de Amerikaanse maten.

merk op hoe dicht een imperiale gallon water 10 lbs weegt. Dat komt omdat, vergelijkbaar met de oorspronkelijke kg/L equivalentie, de imperiale gallon werd gedefinieerd als het volume bezet door 10 lbs gedestilleerd water, maar bij een lagere temperatuur en iets hogere druk dan wat ik hier gebruikte (specifiek, 62 °F en 30 inch kwik, dat is ongeveer 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 avoirdupois ounce 0.9614 fl oz 1.001 fl oz jaar 28,43 mL
1 avoirdupois pound 15.38 fl oz
(1.923 cup)
16.01 fl oz
(1.601 cup)
454.9 mL

Je weet wel, deze post begon als een rant, maar omgezet in een bos van conversie tabellen. Hoe is dat gebeurd? Ik denk dat ik hier zal stoppen voordat ik helemaal opgefokt over het onderscheid binnen het Amerikaanse systeem zelf van vloeibare kwarts vs.droge kwarts of hoe de gebruikelijke maatregelen die worden gebruikt in het koken verschillen van de FDA-gereguleerde maatregelen die worden gebruikt voor voedsel voeding etikettering. Ik zou willen dat al onze recepten in metrisch zouden worden gepubliceerd, maar ik weet dat ik de dag nooit zal zien.

Oh, als je zo ver hebt gelezen (dank je wel, echt), vraag je je nu misschien af waarom ik nog geen conversietabel heb gegeven tussen US en Imperial volumes of tussen kubieke lengtes en volumes. De reden is omdat dit bericht gaat over het gewicht van water, uitgedrukt in meerdere eenheden, en niet over het omzetten van een volume van de ene eenheid naar de andere. Bovendien bevatten de bestaande tabellen al voldoende informatie, in de vorm van metrische volumes of gewichten, voor u om deze conversies zelf af te leiden—of, voor een meer directe route, kunt u gebruik maken van een van de rekenmachines online beschikbaar. U kunt ook controleren met Wikipedia voor conversietabellen en eenheidsdefinities:

  • Comparison of US & Imperial Units
  • Conversion of Units
  • US US US usual Units
  • Fluid Ounce