Calculadora del volumen de un tubo (cilindro hueco, con diámetro exterior, diámetro interior y longitud)
Introduce el diámetro exterior, el diámetro interior y la longitud del tubo. Además del volumen de la pared del tubo (el material), obtendrás el volumen del cilindro exterior, el volumen del hueco y las conversiones de unidades.
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmulas y dibujos
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
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Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
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Cómo calcularlo con Python
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La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Introduce el diámetro exterior, el diámetro interior y la longitud, y obtienes al instante el volumen del tubo en sí (la pared del tubo, que es el material)
- También muestra el volumen del cilindro exterior y el volumen del hueco interior (la cantidad de agua u otro líquido que cabe en el tubo)
- Muestra el valor exacto con \(\pi\) sin sustituir (por ejemplo, \(900\pi\)) y convierte el volumen a litros y a m³
- El resultado también se muestra como una figura en 3D que puedes girar arrastrando para comprobar la forma
- En esta misma página también encontrarás una explicación sencilla de las fórmulas y fórmulas para copiar en Excel, Hojas de cálculo de Google y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
Los tubos de andamio de acero según la norma UNE-EN 39 tienen 48,3 mm de diámetro exterior y un espesor de pared de al menos 3,2 mm (con 3,2 mm, el diámetro interior es de 41,9 mm). El volumen de la pared de 1 m (100 cm) es \(\pi \times (2{,}415^2 - 2{,}095^2) \times 100 \approx 453\,\mathrm{cm^3}\). El acero pesa unos 7,85 g/cm³, así que resulta un peso de unos 3,56 kg por metro.
Puedes comprobar con números «¿cuántos podemos transportar?» o «¿cabe en la furgoneta?» antes de levantar nada.
El volumen del hueco de la tubería que va del calentador al grifo es la cantidad de agua fría que sale antes de que llegue la caliente. Para una tubería de 13 mm de diámetro interior (radio 0,65 cm) y 10 m (1000 cm), el hueco es \(\pi \times 0{,}65^2 \times 1000 \approx 1327\,\mathrm{cm^3}\), es decir, aproximadamente 1,3 L.
Cuanto más larga es la tubería de una casa, más agua se desperdicia mientras esperas. Esta fórmula pone cifras a esa experiencia de cada día.
Cuando compras tubos en una tienda de bricolaje o por internet, puedes estimar su peso como «volumen de la pared × densidad del material». Por ejemplo, 2 m (200 cm) de un tubo de PVC de 32 mm de diámetro exterior y 25 mm de diámetro interior tienen un volumen de pared de \(\pi \times (1{,}6^2 - 1{,}25^2) \times 200 \approx 627\,\mathrm{cm^3}\). El PVC rígido pesa unos 1,4 g/cm³, de modo que son unos 0,9 kg.
Así puedes comprobar si te lo puedes llevar a casa, o qué tarifa de envío corresponde, antes de hacer el pedido.
Los tubos de hormigón armado que se entierran bajo las carreteras para el saneamiento y las aguas pluviales se diseñan y fabrican calculando la cantidad de hormigón con esta fórmula. Por ejemplo, un tubo de hormigón armado DN 1000 según la norma UNE-EN 1916 (por ejemplo, el de la ficha técnica de Hormitubo: 1240 mm de diámetro exterior y 120 mm de espesor de pared) de 2,2 m de longitud útil tiene un volumen de pared de \(\pi \times (0{,}62^2 - 0{,}5^2) \times 2{,}2 \approx 0{,}93\,\mathrm{m^3}\). Con unos 2,4 t/m³ de hormigón, cada tubo pesa unas 2,2 t (la ficha indica 2,28 t por unidad con la campana incluida).
Elegir la grúa y planificar el transporte parten de un cálculo de volumen como este.
El tubo de acero inoxidable o de cobre suele venderse por peso, así que un presupuesto es «volumen de la pared × densidad × precio por kilo». Por ejemplo, un tubo de acero inoxidable de 6 cm de diámetro exterior, 5 cm de diámetro interior y 50 cm de longitud tiene un volumen de pared de \(\pi \times (3^2 - 2{,}5^2) \times 50 \approx 432\,\mathrm{cm^3}\). Con una densidad de 7,9 g/cm³, pesa unos 3,4 kg.
Esta fórmula permite estimar el coste del material a partir de las medidas mientras la pieza aún se está diseñando.
Fórmulas y dibujos
Símbolos y términos
Símbolos
| \(V\) | uve | Una letra que se usa a menudo para el volumen, por la inicial de «volumen». En esta página es el volumen del tubo (la pared del tubo) que quieres hallar. |
| \(V_1\) | uve sub uno | El volumen del cilindro exterior, como si el tubo fuera macizo por completo. |
| \(V_2\) | uve sub dos | El volumen del hueco (el cilindro interior). Es la cantidad de agua o de aire que cabe dentro del tubo. |
| \(d_1\) | de sub uno | El diámetro exterior, el diámetro de la parte de fuera del tubo. Los catálogos y los planos suelen dar el tamaño de un tubo con el diámetro exterior y el interior. |
| \(d_2\) | de sub dos | El diámetro interior, el diámetro del agujero del tubo. Es igual al diámetro exterior menos dos veces el espesor de la pared. |
| \(r_1\) | erre sub uno | El radio exterior, la mitad del diámetro exterior (\(r_1 = d_1 \div 2\)). |
| \(r_2\) | erre sub dos | El radio interior, la mitad del diámetro interior (\(r_2 = d_2 \div 2\)). |
| \(l\) | ele | La longitud del tubo. Hace el mismo papel que la «altura» de un cilindro puesto de pie. |
| \(\pi\) | pi | El número que indica cuántas veces cabe el diámetro de un círculo en su circunferencia, aproximadamente 3,14159. Aparece en todos los cálculos de círculos y cilindros. |
| \(r^2\) | erre al cuadrado | El número \(r\) multiplicado por sí mismo (\(r \times r\)). El pequeño 2 de arriba a la derecha es un exponente que indica que el número aparece dos veces como factor. |
| \(\mathrm{cm^3}\) | centímetro cúbico | Una unidad de volumen. Un cubo de 1 cm de arista tiene un volumen de 1 cm³. 1000 cm³ son exactamente 1 L (litro). |
Términos
| tubo | Un cilindro con un agujero que lo atraviesa (también se llama tubería cuando forma parte de una instalación). Las tuberías de agua, las de gas y los tubos de los andamios transportan agua o gas o sirven de armazón. En términos matemáticos, es un cilindro hueco. |
| cilindro | Un cuerpo con una base circular que se prolonga en línea recta con el mismo grosor, como una lata de refresco o el cartón del rollo de papel higiénico. |
| volumen | El espacio que ocupa un cuerpo, expresado con un número. Se mide contando cuántos cubos unidad (por ejemplo, de 1 cm³) llenarían el cuerpo. |
| área de la base | El área de la cara de abajo de un cuerpo. En un cilindro es el área del círculo de la base (π × radio al cuadrado), y el volumen es área de la base × altura. |
| pi | El número que indica cuántas veces cabe el diámetro en la circunferencia (la longitud del contorno de un círculo). Vale aproximadamente 3,14159 y se escribe con el símbolo \(\pi\). |
| hueco | Vacío por dentro. Un tubo es un cilindro hueco, así que pesa menos y necesita menos material que una barra maciza del mismo grosor. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que conviene saber para usar el cálculo de esta página entendiéndolo de verdad, y no solo pulsando el botón.
| Radio y diámetro (5.º de Primaria, 10-11 años) |
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| Área del círculo (6.º de Primaria, 11-12 años) |
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| Volumen de un cilindro (1.º–2.º de ESO, 12-14 años) |
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| Potencias (1.º de ESO, 12-13 años) |
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| Multiplicación y división de números decimales (5.º de Primaria, 10-11 años) |
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Cómo calcularlo con Excel
| Diámetro exterior d1 | 10 |
| Diámetro interior d2 | 8 |
| Longitud l | 100 |
| Volumen del tubo | =PI()*(B1^2-B2^2)/4*B3 |
| Radio exterior r1 | 5 |
| Radio interior r2 | 4 |
| Longitud l | 100 |
| Volumen del cilindro exterior V1 | =PI()*B1^2*B3 |
| Volumen del hueco V2 | =PI()*B2^2*B3 |
| Volumen del tubo V | =B4-B5 |
| Radio de la base r | 5 |
| Altura h | 100 |
| Volumen del cilindro | =PI()*B1^2*B2 |
| Diámetro d | 10 |
| Radio r | =B1/2 |
«PI()» es la función de Excel que devuelve π (aproximadamente 3,14159), «^» es la potencia (cuántas veces se multiplica), «*» es la multiplicación y «/» la división.
En la primera tabla, por ejemplo, B4 muestra aproximadamente 2827,43 (en cm³, porque los datos están en cm). En la segunda tabla, V1 vale aproximadamente 7853,98, V2 aproximadamente 5026,55 y V aproximadamente 2827,43, el mismo resultado que en la primera. Solo tienes que cambiar los números de los datos por las medidas de tu propio tubo.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Diámetro exterior d1 | 10 |
| Diámetro interior d2 | 8 |
| Longitud l | 100 |
| Volumen del tubo | =PI()*(B1^2-B2^2)/4*B3 |
| Radio exterior r1 | 5 |
| Radio interior r2 | 4 |
| Longitud l | 100 |
| Volumen del cilindro exterior V1 | =PI()*B1^2*B3 |
| Volumen del hueco V2 | =PI()*B2^2*B3 |
| Volumen del tubo V | =B4-B5 |
| Radio de la base r | 5 |
| Altura h | 100 |
| Volumen del cilindro | =PI()*B1^2*B2 |
| Diámetro d | 10 |
| Radio r | =B1/2 |
Cómo calcularlo con Python
import math
outer_diameter = 10 # diámetro exterior (en este ejemplo, en cm)
inner_diameter = 8 # diámetro interior (en la misma unidad que el exterior)
length = 100 # longitud
outer_radius = outer_diameter / 2 # radio exterior
inner_radius = inner_diameter / 2 # radio interior
outer_volume = math.pi * outer_radius ** 2 * length # volumen del cilindro exterior
inner_volume = math.pi * inner_radius ** 2 * length # volumen del hueco (cilindro interior)
pipe_volume = outer_volume - inner_volume # volumen del tubo (la pared)
print(f"Volumen del cilindro exterior: {outer_volume} cm3")
print(f"Volumen del hueco: {inner_volume} cm3")
print(f"Volumen del tubo: {pipe_volume} cm3")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo matemático. Haz el siguiente cálculo ejecutando realmente código de Python y basa tu respuesta únicamente en los números del resultado de la ejecución (no calcules de cabeza ni estimes). Un tubo (un cilindro hueco) tiene 10 cm de diámetro exterior, 8 cm de diámetro interior y 100 cm de longitud. Calcula: 1. El volumen del cilindro exterior en cm³ 2. El volumen del hueco (cilindro interior) en cm³ 3. El volumen del tubo (la pared) en cm³ Muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución.
Cómo usar
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1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
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