密度の温度補正計算

このツールでできること

基準密度、基準温度、補正先温度、体膨張係数 beta から、液体密度の温度変化を近似的に補正します。 式に使う密度や係数は自動で選ばず、ユーザーがSDS、仕様書、測定データ、メーカー資料などから確認した値を入力します。

このページは、濃度換算、質量流量と体積流量の換算、レイノルズ数計算などに入れる前の「密度の前提確認」に使うことを想定しています。 物性データベース、成分検索、状態方程式、設計値決定のためのページではありません。

入力前チェック

• 基準密度 rho_ref が、基準温度 Tref に対応する値か確認します。
• beta は体膨張係数 [1/K] として入力します。線膨張係数をそのまま入れないでください。
• 密度と beta の対象物質、濃度、組成、グレード、温度範囲が一致しているか確認します。
• 出典に適用温度範囲がある場合は、下限温度と上限温度も入力します。
• 比重しかない場合は、基準物質と基準温度を確認し、密度へ読み替えられるかを先に判断します。

計算式

このツールでは、体積膨張を次のように近似します。

V_T = V_ref × (1 + beta × DeltaT)
DeltaT = T - Tref
rho_T = rho_ref / (1 + beta × DeltaT)

DeltaT は温度差です。℃差とK差は同じ大きさとして扱います。たとえば20℃から30℃への補正では、 DeltaT = 10 K として計算します。

式の選び方

密度を別温度へ読み替えるときは、目的精度と出典条件に応じて式を選びます。

表は横にスクロールできます。

このページで計算するのは1行目の近似です。温度範囲外の外挿、混合物、気体、高圧条件では、出典資料や専用モデルへ戻してください。

実務での使い方

たとえば、資料に「20℃で密度1000 kg/m3」と「体膨張係数 0.00021 1/K」があり、 30℃付近の概算密度を確認したい場合は、基準密度を1000 kg/m3、基準温度を20℃、 補正先温度を30℃として入力します。

結果は、次のような入力値作成の前段に使えます。

表は横にスクロールできます。

このツールで止めるべき条件

次のような場合は、このページの結果だけで先へ進まないでください。

• 気体密度、圧縮性流体、高圧条件を扱う。
• 沸点付近、凝固点付近、二相状態、相変化、臨界点近傍を扱う。
• 混合物、溶液、製品グレードなのに、組成に対応した密度や beta がない。
• 出典の温度範囲外まで大きく外挿する。
• 線膨張係数、質量膨張係数、経験式の係数など、beta と意味の違う値しかない。
• 設計、安全、法令、品質保証、購買、運転条件、規格適合の最終判断に使いたい。

よくある誤用

• 20℃の密度を、30℃や40℃の計算へそのまま使う。
• 体膨張係数ではなく、線膨張係数を beta に入れる。
• 純物質の係数を、濃度の違う溶液や市販製品へそのまま使う。
• 出典の温度範囲を確認せず、遠い温度まで外挿する。
• 密度だけ温度補正し、粘度や濃度基準など他の前提は別温度のまま使う。

出典値の確認メモ

密度と beta は、同じ資料から取れるとは限りません。別資料を組み合わせる場合は、物質名、濃度、 測定方法、温度範囲、圧力、相、改訂日、代表値か保証値かを確認してください。

SDSや仕様書では、密度が「20℃」「25℃」「at 15℃」などの条件付きで書かれることがあります。 その温度が Tref です。beta の出典に温度範囲がある場合、補正先温度が範囲内かを確認してください。

出典別の入力例

表は横にスクロールできます。

たとえば、SDSに「密度 0.80 g/cm3 (20℃)」、別資料に「体膨張係数 0.0009 1/K、15〜40℃」がある場合は、rho_ref = 0.80 g/cm3、Tref = 20℃、補正先温度を範囲内の温度として入力する形になります。ただし、この例は入力の組み立て方を示すもので、値そのものを推奨するものではありません。

試験成績書にロット固有の密度がある場合は、SDSの代表値より対象に近い入力候補になることがあります。ただし、beta が別資料の純物質値しかない、対象が混合物や高濃度溶液である、補正先温度が出典範囲外である場合は、このツールで数値を出す前に出典確認へ戻ってください。

このページは、出典値が正しいか、対象用途に採用してよいかを保証しません。重要な判断では、一次資料、 社内基準、適用規格、メーカー資料、専門家確認を優先してください。