Articles

Skål med mycket: hur mycket väger vatten?

Uppdatering 2009-08-07: nu beaktas den något lägre densiteten av vatten vid rumstemperatur, vilket förbättrar svaret med 0,3%.

är detta en dum fråga? Inte alls, om du använder antingen amerikanska eller kejserliga mätningar.

jag sprang bara över två webbsidor som säger att en kopp vatten väger 8 uns (oz). För att skydda de skyldiga kommer jag inte att nämna platserna förutom att säga att den ena är från en fysiker och den andra från en matlagningstidning, som båda borde veta bättre—men från olika perspektiv—än att publicera denna felaktiga information. Låt oss göra matematiken:

per definition rymmer 1 liter (L) 1000 kubik cm (cm3 eller cc) volym, så 1 milliliter (mL) är densamma som 1 cc i volym. Vikten av vatten definierades också ursprungligen som 1 kilo (kg) per liter, men den definitionen har kasserats sedan vattnets densitet förändras med temperatur och atmosfärstryck (om du är nyfiken, beskriver denna PDF några faktorer att tänka på när du mäter vatten i ett laboratorium). Med hänsyn till detta är följande beräkningar baserade på data vid rumstemperatur (25 C/77 F) och 1 atmosfär (i princip lufttryck vid havsnivå). Kranvatten är något tätare än rent vatten, men skillnaden är försumbar vid rumstemperatur. Under dessa förhållanden har vatten en densitet på 997,13 kg / m3. För beräkningarna behöver vi också några omvandlingsfaktorer:

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

bara för att vara explicit klart, alla icke-metriska vikter i detta inlägg uttrycks i avoirdupois-enheter. Detta är det vanliga viktsystemet som används i USA (i motsats till troy-enheter, som används för vägning av ädelmetaller). Eftersom avoirdupois är systemet i vanlig användning, tror jag att det blir lite renare att utelämna denna extra notation i ekvationerna. Nu ska vi beräkna,

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

Konvertera till OSS enheter,

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

Slutligen, konvertera till koppar,

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

i det amerikanska sedvanliga mätsystemet, då en kopp vatten, vilket är 8 fluid ounces (fl. oz) i volym, är faktiskt 8.3214 oz i vikt. Är det tillräckligt nära? Jag tror inte det. Om du mätte vatten på en digital skala som visar steg om 1/8 oz, skulle närmaste avläsning vara 8-3 / 8 oz. För skalor med 1/4-oz upplösning skulle närmaste läsning vara 8-1/4 oz.

baserat på ovanstående kan vi göra några praktiska tabeller för olika volymer. Låt oss börja med metriska siffror först:

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 kubikfot 16.39 mL 0.5764 oz 16.34 g
1 kubikfot = 1728 in3 28,32 l 62,25 lb 28,24 kg
1 kubikmeter = 27 ft3 764,6 l 1681 lb 762.4 kg

låt oss pausa ett ögonblick och tänka lite på terminologin. Det verkar som om vissa människor har problem med att skilja mellan hur vikt och volym definieras. Vad är skillnaden? Helt enkelt

vikt = hur tung
volym = hur stor

det är viktigt att komma ihåg att olika ämnen fyllda till samma storlek (volym) kan ha olika vikter. För att använda ett klassiskt exempel kommer en hink full av fjädrar att vara lättare än samma hink fylld med stenar. Samma princip gäller även vätskor i köket. En kopp (det vill säga 8 fluid ounces) olja kommer att väga mindre än en kopp vatten.på tal om fluid ounces, vad tror du händer när namnet på en enhet som normalt är förknippad med vikt (oz) ingår i en enhet för mätning av volym (fl. oz)? Konstant förvirring, det är vad. Nomenklaturen ger en enorm röra, men det är vad vi sitter fast med.

det hjälper inte heller att de amerikanska åtgärderna kallas ”engelska” eller ”brittiska” enheter, även om de officiella amerikanska och Kejserliga systemen skiljer sig avsevärt när det gäller att mäta volymen. Som det händer, 1 Imperial fl. oz motsvarar 0.96076 US fl. oz, så 8 Imperial fl. oz vatten motsvarar 7.9948 oz i vikt, som jag tror är faktiskt tillräckligt nära 8 oz för matlagningsmätningsändamål.

vidare skiljer sig mätningarna inte bara mellan amerikanska sedvanliga och kejserliga enheter, så gör multiplikatorerna. En Imperial pint, till exempel, är 20 Imperial fl oz, medan en US pint är 16 US fl oz. Så en pint vatten väger antingen 16.643 oz (USA) eller 19.987 oz (Imperial). Inte riktigt” en pint är ett pund världen runt ” där. I alla fall kan vi också beräkna en tabell för kejserliga enheter:

* baserat på dessa definierade (dvs exakta) siffror: 1 Imperial gallon = 4.54609 L & 1 Imp. msk = 5/8 Imp. fl. oz. Se Wikipedia-länkarna nedan för källdata.
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
Kubikcentimeter, fot och gårdsfigurer är desamma som amerikanska åtgärder.

Lägg märke till hur nära en Imperial liter vatten kommer att väga 10 kg. Det beror på att den kejserliga gallon, i likhet med den ursprungliga kg/L-ekvivalensen, definierades som volymen upptagen av 10 lbs destillerat vatten, men vid en lägre temperatur och något högre tryck än vad jag använde här (specifikt 62 kg f och 30 tum kvicksilver, vilket är ungefär 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 uns 0.9614 fl oz 1.001 fl oz 28,43 ml
1 avoirdupois pund 15,38 fl oz
(1,923 kopp)
16,01 fl oz
(1,601 kopp)
454,9 ml

du vet, det här inlägget började som en rant men förvandlades till en massa konverteringstabeller. Hur gick det till? Jag tror att jag ska sluta här innan jag får allt upparbetat över skillnaden inom det amerikanska systemet själv av flytande kvartar vs torra kvartar eller hur de sedvanliga åtgärderna som används i matlagning skiljer sig från FDA-reglerade åtgärder som används för livsmedelsmärkning. Får mig att önska att alla våra recept skulle publiceras i metriska, men jag vet att jag aldrig kommer att se dagen.

Åh, om du har läst så här långt (tack, verkligen), kanske du nu undrar varför jag ännu inte har tillhandahållit en omvandlingstabell mellan amerikanska och Kejserliga volymer eller mellan kubade längder och volymer. Anledningen är att det här inlägget handlar om vikten av vatten, uttryckt i flera enheter, och inte om att konvertera en volym från en enhet till en annan. Dessutom innehåller de befintliga tabellerna redan tillräckligt med information, i form av metriska volymer eller vikter, för att du ska kunna härleda dessa omvandlingar själv—eller för en mer direkt rutt kan du använda någon av de räknare som finns tillgängliga online. Du kan också kontrollera med Wikipedia för konverteringstabeller och enhetsdefinitioner:

  • jämförelse av US & kejserliga enheter
  • konvertering av enheter
  • us sedvanliga enheter
  • Fluid Ounce