Geben Sie Außendurchmesser, Innendurchmesser und Länge des Rohrs ein. Neben dem Volumen der Rohrwand (des Materials) sehen Sie das Volumen des äußeren Zylinders, des Hohlraums und die Umrechnung in andere Einheiten.
Inhaltsverzeichnis
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Das können Sie auf dieser Seite
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Wofür braucht man diese Berechnung?
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Anleitung
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Formeln und Abbildungen
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Symbole und Begriffe
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Das sollten Sie vorher wissen
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So berechnen Sie es in Excel
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So berechnen Sie es in Google Tabellen
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So berechnen Sie es in Python
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So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
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So lassen Sie ChatGPT rechnen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle Rechner von NumberChef
Das können Sie auf dieser Seite
- Außendurchmesser, Innendurchmesser und Länge eingeben – und Sie kennen sofort das Volumen des Rohrs selbst (der Rohrwand, also des Materials)
- Dazu das Volumen des äußeren Zylinders und des Hohlraums (wie viel Wasser in das Rohr passt)
- Den genauen Wert mit \(\pi\) (z. B. \(900\pi\)) und die Umrechnung in Liter und m³
- Das Ergebnis erscheint auch als 3D-Figur, die Sie mit Maus oder Finger drehen können
- Dazu: verständliche Erklärung der Formeln und Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python
Wofür braucht man diese Berechnung?
Ein in Deutschland gängiges Gerüstrohr aus Stahl (DIN EN 39) hat 48,3 mm Außendurchmesser und 3,2 mm Wanddicke, also 41,9 mm Innendurchmesser. Für 1 m (100 cm) Rohr beträgt das Volumen der Rohrwand \(\pi \times (2{,}415^2 - 2{,}095^2) \times 100 \approx 453\,\mathrm{cm^3}\). Stahl hat eine Dichte von etwa 7,85 g/cm³, das Rohr wiegt also rund 3,6 kg pro Meter – so steht es auch in den Tabellen der Händler.
Ob man die Rohre noch tragen kann oder ob sie auf den Anhänger passen, prüfen Sie so mit Zahlen, bevor Sie etwas anheben.
Das Volumen des Hohlraums in der Leitung zwischen Warmwasserbereiter und Wasserhahn ist genau die Menge kaltes Wasser, die abfließt, bevor das warme ankommt. Bei 10 m (1.000 cm) Kupferrohr 15 × 1 mm (Innendurchmesser 13 mm, Radius 0,65 cm) sind das \(\pi \times 0{,}65^2 \times 1000 \approx 1327\,\mathrm{cm^3}\), also rund 1,3 Liter.
Je länger die Leitung im Haus, desto mehr Wasser läuft ungenutzt ab – diese Formel macht die Alltagserfahrung messbar.
Wenn Sie Rohre im Baumarkt oder online kaufen, lässt sich das Gewicht als „Volumen der Rohrwand × Dichte des Materials“ abschätzen. Ein KG-Rohr DN 110 (110 mm Außendurchmesser, 3,2 mm Wanddicke, also 103,6 mm innen) mit 2 m Länge hat eine Rohrwand von \(\pi \times (5{,}5^2 - 5{,}18^2) \times 200 \approx 2147\,\mathrm{cm^3}\). PVC hat etwa 1,4 g/cm³, das Rohr wiegt also rund 3 kg.
So wissen Sie schon vor der Bestellung, ob Sie es selbst transportieren können und in welche Versandklasse es fällt.
Betonrohre für die Kanalisation unter Straßen werden geplant und hergestellt, indem man die Betonmenge mit genau dieser Formel berechnet. Ein Rohr mit beispielsweise 1 m Innendurchmesser, 12 cm Wanddicke und 2,5 m Länge hat eine Rohrwand von \(\pi \times (0{,}62^2 - 0{,}5^2) \times 2{,}5 \approx 1{,}06\,\mathrm{m^3}\). Mit einer Dichte von etwa 2,4 bis 2,5 t/m³ wiegt ein einziges Rohr rund 2,5 bis 2,6 t.
Die Wahl des Krans und die Planung des Transports beginnen mit einer solchen Volumenrechnung.
Edelstahl- und Kupferrohre werden oft nach Gewicht verkauft. Ein Angebot rechnet deshalb „Volumen der Rohrwand × Dichte × Kilopreis“. Ein Edelstahlrohr mit 6 cm Außendurchmesser, 5 cm Innendurchmesser und 50 cm Länge hat eine Rohrwand von \(\pi \times (3^2 - 2{,}5^2) \times 50 \approx 432\,\mathrm{cm^3}\); bei einer Dichte von 7,9 g/cm³ wiegt es rund 3,4 kg.
Mit dieser Formel lassen sich die Materialkosten schon in der Konstruktion aus den Maßen abschätzen.
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(V\) | V | Das übliche Zeichen für das Volumen (lateinisch volumen). Hier steht es für das gesuchte Volumen des Rohrs (der Rohrwand). |
| \(V_1\) | V eins | Das Volumen des äußeren Zylinders – so, als wäre das Rohr innen ganz voll. |
| \(V_2\) | V zwei | Das Volumen des Hohlraums (des inneren Zylinders). So viel Wasser oder Luft passt in das Rohr. |
| \(d_1\) | d eins | Der Außendurchmesser des Rohrs. In Katalogen und Zeichnungen wird die Rohrgröße meist mit Außen- und Innendurchmesser (oder Wanddicke) angegeben. |
| \(d_2\) | d zwei | Der Innendurchmesser, also der Durchmesser der Öffnung. Er ist der Außendurchmesser minus zweimal die Wanddicke. |
| \(r_1\) | r eins | Der Außenradius, halb so groß wie der Außendurchmesser (\(r_1 = d_1 : 2\)). |
| \(r_2\) | r zwei | Der Innenradius, halb so groß wie der Innendurchmesser (\(r_2 = d_2 : 2\)). |
| \(l\) | l | Die Länge des Rohrs (von lateinisch longitudo bzw. englisch length). Sie spielt dieselbe Rolle wie die Höhe eines stehenden Zylinders. |
| \(\pi\) | pi | Die Kreiszahl. Sie gibt an, wie oft der Durchmesser in den Kreisumfang passt, und beträgt etwa 3,14159. Sie kommt in jeder Rechnung mit Kreisen und Zylindern vor. |
| \(r^2\) | r Quadrat (r hoch 2) | Die Zahl \(r\) mit sich selbst multipliziert (\(r \times r\)). Die kleine 2 oben rechts ist der Exponent und bedeutet „zweimal als Faktor“. |
| \(\mathrm{cm^3}\) | Kubikzentimeter | Eine Volumeneinheit. Ein Würfel mit 1 cm Kantenlänge hat das Volumen 1 cm³. 1.000 cm³ sind genau 1 Liter. |
Begriffe
| Rohr | Ein Zylinder mit einem durchgehenden Loch. Wasserrohre, Gasleitungen oder Gerüstrohre transportieren Wasser und Gas oder dienen als Gerüst. Mathematisch ist ein Rohr ein Hohlzylinder. |
| Hohlzylinder | Ein Zylinder, aus dem ein kleinerer Zylinder mit derselben Achse herausgenommen ist – so heißt das Rohr im Mathematikbuch. Sein Volumen ist π · (r₁² − r₂²) · h. Weil er innen hohl ist, ist er leichter und braucht weniger Material als ein voller Stab gleicher Dicke. |
| Zylinder | Ein gerader Körper mit kreisförmiger Grundfläche, der überall gleich dick ist – wie eine Getränkedose oder eine Klopapierrolle. |
| Volumen | Gibt als Zahl an, wie viel Raum ein Körper einnimmt (auch Rauminhalt). Man misst es daran, wie viele Würfel mit 1 cm Kantenlänge (1 cm³) hineinpassen. |
| Grundfläche | Die Fläche des Bodens eines Körpers. Beim Zylinder ist es die Kreisfläche (π × Radius zum Quadrat); das Volumen ist dann „Grundfläche × Höhe“. |
| Kreiszahl | Gibt an, wie oft der Durchmesser in den Kreisumfang passt. Sie beträgt etwa 3,14159 und wird mit \(\pi\) (pi) geschrieben. |
Das sollten Sie vorher wissen
Damit Sie die Berechnung auf dieser Seite nicht nur ausführen, sondern auch verstehen, hilft Ihnen dieses Vorwissen.
| Radius und Durchmesser (Klasse 5–6, 10–12 Jahre) |
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| Kreisfläche (Klasse 8–9, 13–15 Jahre) |
|
| Volumen von Zylindern (Klasse 8–10, 13–16 Jahre) |
|
| Potenzen (Klasse 5–7, 10–13 Jahre) |
|
| Dezimalzahlen multiplizieren und dividieren (Klasse 6, 11–12 Jahre) |
|
So berechnen Sie es in Excel
| Außendurchmesser d1 (cm) | 10 |
| Innendurchmesser d2 (cm) | 8 |
| Länge l (cm) | 100 |
| Volumen des Rohrs (cm³) | =PI()*(B1^2-B2^2)/4*B3 |
| Außenradius r1 (cm) | 5 |
| Innenradius r2 (cm) | 4 |
| Länge l (cm) | 100 |
| Volumen des äußeren Zylinders V1 (cm³) | =PI()*B1^2*B3 |
| Volumen des Hohlraums V2 (cm³) | =PI()*B2^2*B3 |
| Volumen des Rohrs V (cm³) | =B4-B5 |
| Radius r (cm) | 5 |
| Höhe h (cm) | 100 |
| Volumen des Zylinders (cm³) | =PI()*B1^2*B2 |
| Durchmesser d (cm) | 10 |
| Radius r (cm) | =B1/2 |
„PI()“ ist die Excel-Funktion für die Kreiszahl π (3,14159…), „^“ steht für Potenzieren, „*“ für Malnehmen und „/“ für Teilen.
In der ersten Tabelle erscheint in B4 zum Beispiel rund 2.827,43 (in cm³, weil in cm eingegeben). In der zweiten Tabelle sind V1 rund 7.853,98, V2 rund 5.026,55 und V rund 2.827,43 – dasselbe Ergebnis wie in der ersten. Ersetzen Sie einfach die Eingaben durch die Maße Ihres Rohrs.
So berechnen Sie es in Google Tabellen
| Außendurchmesser d1 (cm) | 10 |
| Innendurchmesser d2 (cm) | 8 |
| Länge l (cm) | 100 |
| Volumen des Rohrs (cm³) | =PI()*(B1^2-B2^2)/4*B3 |
| Außenradius r1 (cm) | 5 |
| Innenradius r2 (cm) | 4 |
| Länge l (cm) | 100 |
| Volumen des äußeren Zylinders V1 (cm³) | =PI()*B1^2*B3 |
| Volumen des Hohlraums V2 (cm³) | =PI()*B2^2*B3 |
| Volumen des Rohrs V (cm³) | =B4-B5 |
| Radius r (cm) | 5 |
| Höhe h (cm) | 100 |
| Volumen des Zylinders (cm³) | =PI()*B1^2*B2 |
| Durchmesser d (cm) | 10 |
| Radius r (cm) | =B1/2 |
So berechnen Sie es in Python
import math
outer_diameter = 10 # Außendurchmesser (in diesem Beispiel in cm)
inner_diameter = 8 # Innendurchmesser (in derselben Einheit)
length = 100 # Länge
outer_radius = outer_diameter / 2 # Außenradius
inner_radius = inner_diameter / 2 # Innenradius
outer_volume = math.pi * outer_radius ** 2 * length # Volumen des äußeren Zylinders
inner_volume = math.pi * inner_radius ** 2 * length # Volumen des Hohlraums (innerer Zylinder)
pipe_volume = outer_volume - inner_volume # Volumen des Rohrs (Rohrwand)
print(f"Volumen des äußeren Zylinders: {outer_volume} cm3")
print(f"Volumen des Hohlraums: {inner_volume} cm3")
print(f"Volumen des Rohrs: {pipe_volume} cm3")
So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
V = V₁ − V₂
V = V_{1} - V_{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>V</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>−</mo>
<msub><mi>V</mi><mn>2</mn></msub>
</mrow>
</math>
V = V_1 - V_2
v1 - v2
V := V1 - V2;
V = V1 - V2;
V = V_1 - V_2
V = π × r² × h
V = \pi r^{2} h
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mi>h</mi>
</mrow>
</math>
V = pi r^2 h
Pi*r^2*h
V := Pi*r^2*h;
V = pi*r^2*h;
V = πr^2h
V = π × (r₁² − r₂²) × l
V = \pi (r_1^{2} - r_2^{2}) l
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>(</mo>
<msup><msub><mi>r</mi><mn>1</mn></msub><mn>2</mn></msup>
<mo>−</mo>
<msup><msub><mi>r</mi><mn>2</mn></msub><mn>2</mn></msup>
<mo>)</mo>
<mi>l</mi>
</mrow>
</math>
V = pi (r_1^2 - r_2^2) l
Pi*(r1^2 - r2^2)*l
V := Pi*(r1^2 - r2^2)*l;
V = pi*(r1^2 - r2^2)*l;
V = π(r_1^2 - r_2^2)l
r = d ÷ 2
r = \frac{d}{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>d</mi><mn>2</mn></mfrac>
</mrow>
</math>
r = d / 2
d/2
r := d/2;
r = d/2;
r = d/2
So lassen Sie ChatGPT rechnen
Sie sind ein Rechenassistent für Mathematik. Führen Sie die folgende Berechnung aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis (antworten Sie nicht durch Kopfrechnen oder Schätzen). Ein Rohr (Hohlzylinder) hat 10 cm Außendurchmesser, 8 cm Innendurchmesser und ist 100 cm lang. Berechnen Sie: 1. das Volumen des äußeren Zylinders in cm³ 2. das Volumen des Hohlraums (des inneren Zylinders) in cm³ 3. das Volumen des Rohrs (der Rohrwand) in cm³ Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis.
Anleitung
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1Werte eingebenTragen Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ansehenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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