タンク容量計算機

はじめに

タンク容量計算機は、円筒形、球形、長方形のタンクを含むさまざまなタンク形状の容量を正確に算出するために設計された強力なツールです。工業プロジェクトに取り組むプロのエンジニア、水の貯蔵ソリューションを計画する請負業者、雨水収集システムを管理する住宅所有者など、タンクの正確な容量を知ることは、適切な計画、設置、およびメンテナンスに不可欠です。

タンク容量の計算は、水管理、化学処理、石油およびガス、農業、建設など、さまざまな業界において基本的なものです。タンクの容量を正確に計算することで、適切な液体貯蔵容量を確保し、材料費を見積もり、適切なスペース要件を計画し、資源の利用を最適化できます。

この計算機は、タンクの形状に基づいて関連する寸法を入力するだけで、タンクの容量を迅速に算出できる、シンプルで使いやすいインターフェースを提供します。結果は即座に表示され、特定のニーズに合わせて異なる容量単位に簡単に変換できます。

計算式/計算

タンクの容量は、その幾何学的形状に依存します。当社の計算機は、各自の容量計算式を持つ3つの一般的なタンク形状をサポートしています。

円筒形タンクの容量

円筒形タンクの場合、容量は次の式を使用して計算されます：

$V = \pi \times r^2 \times h$

ここで：

• $V$ = タンクの容量
• $\pi$ = パイ（約3.14159）
• $r$ = 円柱の半径（直径の半分）
• $h$ = 円柱の高さ

半径は、中心点からタンクの内壁までの距離を測定する必要があります。横型円筒タンクの場合、高さは円柱の長さになります。

球形タンクの容量

球形タンクの場合、容量は次の式を使用して計算されます：

$V = \frac{4}{3} \times \pi \times r^3$

ここで：

• $V$ = タンクの容量
• $\pi$ = パイ（約3.14159）
• $r$ = 球の半径（直径の半分）

半径は、中心点から球形タンクの内壁までの距離を測定します。

長方形タンクの容量

長方形または正方形のタンクの場合、容量は次の式を使用して計算されます：

$V = l \times w \times h$

ここで：

• $V$ = タンクの容量
• $l$ = タンクの長さ
• $w$ = タンクの幅
• $h$ = タンクの高さ

すべての測定は、正確な容量計算のためにタンクの内壁から測定する必要があります。

単位変換

当社の計算機は、さまざまな単位系をサポートしています。以下は、容量の一般的な変換係数です：

• 1 立方メートル (m³) = 1,000 リットル (L)
• 1 立方メートル (m³) = 264.172 米国ガロン (gal)
• 1 立方フィート (ft³) = 7.48052 米国ガロン (gal)
• 1 立方フィート (ft³) = 28.3168 リットル (L)
• 1 米国ガロン (gal) = 3.78541 リットル (L)

ステップバイステップガイド

タンクの容量を計算するための簡単な手順に従ってください：

円筒形タンクの場合

1. タンク形状のオプションから「円筒形タンク」を選択します。
2. お好みの寸法単位（メートル、センチメートル、フィート、またはインチ）を選択します。
3. 円柱の半径（直径の半分）を入力します。
4. 円柱の高さを入力します。
5. お好みの容量単位（立方メートル、立方フィート、リットル、またはガロン）を選択します。
6. 計算機は、円筒形タンクの容量を即座に表示します。

球形タンクの場合

1. タンク形状のオプションから「球形タンク」を選択します。
2. お好みの寸法単位（メートル、センチメートル、フィート、またはインチ）を選択します。
3. 球の半径（直径の半分）を入力します。
4. お好みの容量単位（立方メートル、立方フィート、リットル、またはガロン）を選択します。
5. 計算機は、球形タンクの容量を即座に表示します。

長方形タンクの場合

1. タンク形状のオプションから「長方形タンク」を選択します。
2. お好みの寸法単位（メートル、センチメートル、フィート、またはインチ）を選択します。
3. 長方形の長さを入力します。
4. 長方形の幅を入力します。
5. 長方形の高さを入力します。
6. お好みの容量単位（立方メートル、立方フィート、リットル、またはガロン）を選択します。
7. 計算機は、長方形タンクの容量を即座に表示します。

正確な測定のためのヒント

• 正確な容量計算のために、常にタンクの内寸を測定してください。
• 円筒形および球形タンクの場合、直径を測定し、2で割って半径を取得します。
• すべての寸法に同じ測定単位を使用してください（例：すべてメートルまたはすべてフィート）。
• 不規則な形状のタンクについては、通常の幾何学的形状に分解し、各セクションの容量を別々に計算することを検討してください。
• 計算前に測定値を再確認して、正確性を確保してください。

使用例

タンク容量の計算は、さまざまなアプリケーションで重要です：

水の貯蔵と管理

• 住宅用水タンク：住宅所有者は、雨水収集、緊急水供給、またはオフグリッド生活のための水貯蔵タンクの容量を決定するためにタンク容量計算を使用します。
• 地方自治体の水システム：エンジニアは、人口のニーズと消費パターンに基づいてコミュニティの水貯蔵タンクを設計します。
• プール：プールの設置業者は、水の要件、化学処理の量、加熱コストを決定するために容量を計算します。

工業用途

• 化学処理：化学エンジニアは、適切な反応物比率と製品収率を確保するために正確なタンク容量が必要です。
• 製薬製造：正確な容量計算は、薬品製造における品質管理を維持するために重要です。
• 食品および飲料業界：タンク容量は、食品生産における液体の処理、発酵、貯蔵に不可欠です。

農業用途

• 灌漑システム：農家は、乾燥期の作物灌漑のために適切な水貯蔵を確保するためにタンク容量を計算します。
• 家畜の水供給：牧場主は、家畜の群れのサイズと消費率に基づいて水を供給するための適切なタンクサイズを決定します。
• 肥料および農薬の貯蔵：適切なタンクサイズは、農業用化学物質の安全で効率的な貯蔵を確保します。

石油およびガス業界

• 燃料貯蔵：ガソリンスタンドや燃料貯蔵所は、在庫管理や規制遵守のためにタンク容量を計算します。
• 石油貯蔵：原油貯蔵施設は、容量計画や在庫追跡のために容量計算を使用します。
• 輸送：タンクトラックや船は、積載および荷下ろし操作のために正確な容量計算が必要です。

建設およびエンジニアリング

• コンクリート混合：建設チームは、バッチプラントやコンクリートミキサーのためにタンク容量を計算します。
• 廃水処理：エンジニアは、流量と滞留時間に基づいて保持タンクや処理容器を設計します。
• HVACシステム：暖房および冷却システムの膨張タンクや水貯蔵には、正確な容量計算が必要です。

環境用途

• 雨水管理：エンジニアは、大雨時の流出を管理するために保持池やタンクを設計します。
• 地下水浄化：環境エンジニアは、汚染された地下水を浄化するための処理システムのタンク容量を計算します。
• 廃棄物管理：廃棄物収集および処理タンクの適切なサイズは、環境遵守を確保します。

水産養殖および海洋産業

• 魚の養殖：水産養殖業者は、水質と魚密度を維持するためにタンク容量を計算します。
• 水族館：公立および私立の水族館は、生態系管理のためにタンク容量を決定します。
• 船舶のバラストシステム：船は、安定性とトリム制御のためにタンク容量計算を使用します。

研究および教育

• 実験室機器：科学者は、反応容器や貯蔵容器の容量を計算します。
• 教育デモンストレーション：教師は、数学的概念や物理的原則を説明するためにタンク容量計算を使用します。
• 科学研究：研究者は、特定の容量要件を持つ実験装置を設計します。

緊急対応

• 消防：消防署は、消防車や緊急水供給のための水タンク容量を計算します。
• 危険物の封じ込め：緊急対応者は、化学物質の漏洩に対する封じ込めタンクの要件を決定します。
• 災害救援：支援団体は、緊急時の水貯蔵ニーズを計算します。

住宅および商業ビルシステム

• 給湯器：配管工は、家庭や建物のニーズに基づいて適切なサイズの給湯器を選択します。
• 浄化槽：設置業者は、家庭のサイズと地域の規制に基づいて浄化槽の容量を計算します。
• 雨水収集：建築家は、適切にサイズされた貯蔵タンクを備えた雨水収集システムを組み込みます。

輸送

• 燃料タンク：自動車メーカーは、航続距離の要件と利用可能なスペースに基づいて燃料タンクを設計します。
• 貨物タンク：運送会社は、液体貨物輸送のためにタンク容量を計算します。
• 航空機燃料システム：航空宇宙エンジニアは、重量と航続距離を最適化するために燃料タンクを設計します。

特殊アプリケーション

• 低温貯蔵：科学的および医療施設は、極低温でガスを保存するための容量を計算します。
• 高圧容器：エンジニアは、産業プロセスのために特定の容量要件を持つ圧力容器を設計します。
• 真空チャンバー：研究施設は、真空実験およびプロセスのためのタンク容量を計算します。

代替手法

当社の計算機は、一般的な形状のタンクの容量を決定するためのシンプルな方法を提供しますが、より複雑な状況には代替アプローチが必要です：

1. 3Dモデリングソフトウェア：不規則または複雑なタンク形状の場合、CADソフトウェアを使用して詳細な3Dモデルを作成し、正確な容量を計算できます。

2. 排水法：不規則な形状の既存のタンクの場合、水でタンクを満たし、使用した量を測定することで容量を測定できます。

3. 数値積分：断面が変化するタンクの場合、数値的方法を使用してタンクの高さにわたって面積を積分できます。

4. ストラッピングテーブル：液体の高さを容量に関連付けるキャリブレーションテーブルで、タンク形状の不規則性を考慮します。

5. レーザースキャン：高度なレーザースキャン技術は、既存のタンクの正確な3Dモデルを作成し、容量を計算できます。

6. 超音波またはレーダーレベル測定：これらの技術は、タンクの幾何学データと組み合わせて、リアルタイムで容量を計算できます。

7. 重量ベースの計算：一部のアプリケーションでは、タンクの内容物の重量を測定し、密度に基づいて容量に変換する方が実用的です。

8. セグメンテーション法：複雑なタンクをより単純な幾何学的形状に分解し、各セグメントの容量を別々に計算します。

歴史

タンク容量の計算は、数学、工学、液体の保存と管理に対する人類のニーズの発展と並行して豊かな歴史を持っています。

古代の起源

容量計算の最も古い証拠は、古代文明にさかのぼります。紀元前1800年頃のエジプト人は、容量を計算するための式を開発し、モスクワ数学パピルスに記録されています。古代バビロニア人も、灌漑や水貯蔵システムのための容量計算技術を開発しました。

ギリシャの貢献

古代ギリシャ人は、容量計算に直接影響を与える幾何学の重要な進展を遂げました。アルキメデス（紀元前287-212年）は、球の容量を計算するための式を開発したことで知られており、このブレークスルーは現代のタンク容量計算の基礎となっています。彼の著作「球と円柱について」では、球の容量とその外接円柱との関係が確立されました。

中世およびルネサンスの発展

中世の間、イスラムの数学者たちはギリシャの知識を保存し、拡張しました。アル・フワーリズミやオマール・ハイヤームなどの学者は、容量計算に適用できる代数的方法を進展させました。ルネサンス期には、ルカ・パチオリなどの数学者が商業や貿易の実用的な容量計算を文書化しました。

産業革命

産業革命（18世紀-19世紀）は、正確なタンク容量計算に対する前例のない需要をもたらしました。産業が拡大するにつれて、水、化学物質、燃料を大量に保存する必要が重要になりました。エンジニアは、特に蒸気機関や化学プロセスのために貯蔵タンクを設計し、測定するためのより洗練された方法を開発しました。

現代の工学基準

20世紀には、タンク設計と容量計算のための工学基準が確立されました。アメリカ石油協会（API）などの組織は、油貯蔵タンクのための包括的な基準を策定し、容量計算やキャリブレーションの詳細な方法を含んでいます。20世紀半ばにコンピュータが導入され、複雑な容量計算が革命的に変わり、より正確な設計や分析が可能になりました。

デジタル時代の進展

近年、コンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェア、計算流体力学（CFD）、および高度な測定技術がタンク容量計算を変革しました。エンジニアは、複雑なタンク幾何学をモデル化し、流体の挙動をシミュレーションし、前例のない精度で設計を最適化できます。現在のタンク容量計算機は、エンジニアから住宅所有者まで、これらの高度な計算を誰でも利用できるようにしています。

環境および安全への配慮

20世紀後半および21世紀初頭には、タンク設計と運用における環境保護と安全性に対する関心が高まりました。容量計算は、封じ込め、オーバーフロー防止、環境影響の考慮を含むようになりました。規制により、危険物の貯蔵に対する正確な容量の知識が要求され、計算方法のさらなる洗練を促進しました。

今日、タンク容量計算は、さまざまな業界で基本的なスキルとして残っており、古代の数学原則と現代の計算ツールを組み合わせて、私たちの技術社会の多様なニーズに応えています。

コード例

以下は、さまざまなプログラミング言語でタンク容量を計算する方法の例です：

1' Excel VBA 関数：円筒形タンクの容量
2Function CylindricalTankVolume(radius As Double, height As Double) As Double
3    CylindricalTankVolume = Application.WorksheetFunction.Pi() * radius ^ 2 * height
4End Function
5
6' Excel VBA 関数：球形タンクの容量
7Function SphericalTankVolume(radius As Double) As Double
8    SphericalTankVolume = (4/3) * Application.WorksheetFunction.Pi() * radius ^ 3
9End Function
10
11' Excel VBA 関数：長方形タンクの容量
12Function RectangularTankVolume(length As Double, width As Double, height As Double) As Double
13    RectangularTankVolume = length * width * height
14End Function
15
16' 使用例：
17' =CylindricalTankVolume(2, 5)
18' =SphericalTankVolume(3)
19' =RectangularTankVolume(2, 3, 4)
20

1import math
2
3def cylindrical_tank_volume(radius, height):
4    """円筒形タンクの容量を計算します。"""
5    return math.pi * radius**2 * height
6
7def spherical_tank_volume(radius):
8    """球形タンクの容量を計算します。"""
9    return (4/3) * math.pi * radius**3
10
11def rectangular_tank_volume(length, width, height):
12    """長方形タンクの容量を計算します。"""
13    return length * width * height
14
15# 使用例：
16radius = 2  # メートル
17height = 5  # メートル
18length = 2  # メートル
19width = 3   # メートル
20
21cylindrical_volume = cylindrical_tank_volume(radius, height)
22spherical_volume = spherical_tank_volume(radius)
23rectangular_volume = rectangular_tank_volume(length, width, height)
24
25print(f"円筒形タンクの容量: {cylindrical_volume:.2f} 立方メートル")
26print(f"球形タンクの容量: {spherical_volume:.2f} 立方メートル")
27print(f"長方形タンクの容量: {rectangular_volume:.2f} 立方メートル")
28

1function cylindricalTankVolume(radius, height) {
2  return Math.PI * Math.pow(radius, 2) * height;
3}
4
5function sphericalTankVolume(radius) {
6  return (4/3) * Math.PI * Math.pow(radius, 3);
7}
8
9function rectangularTankVolume(length, width, height) {
10  return length * width * height;
11}
12
13// 容量を異なる単位に変換
14function convertVolume(volume, fromUnit, toUnit) {
15  const conversionFactors = {
16    'cubic-meters': 1,
17    'cubic-feet': 35.3147,
18    'liters': 1000,
19    'gallons': 264.172
20  };
21  
22  // まず立方メートルに変換
23  const volumeInCubicMeters = volume / conversionFactors[fromUnit];
24  
25  // 次にターゲット単位に変換
26  return volumeInCubicMeters * conversionFactors[toUnit];
27}
28
29// 使用例：
30const radius = 2;  // メートル
31const height = 5;  // メートル
32const length = 2;  // メートル
33const width = 3;   // メートル
34
35const cylindricalVolume = cylindricalTankVolume(radius, height);
36const sphericalVolume = sphericalTankVolume(radius);
37const rectangularVolume = rectangularTankVolume(length, width, height);
38
39console.log(`円筒形タンクの容量: ${cylindricalVolume.toFixed(2)} 立方メートル`);
40console.log(`球形タンクの容量: ${sphericalVolume.toFixed(2)} 立方メートル`);
41console.log(`長方形タンクの容量: ${rectangularVolume.toFixed(2)} 立方メートル`);
42
43// ガロンに変換
44const cylindricalVolumeGallons = convertVolume(cylindricalVolume, 'cubic-meters', 'gallons');
45console.log(`円筒形タンクの容量: ${cylindricalVolumeGallons.toFixed(2)} ガロン`);
46

1public class TankVolumeCalculator {
2    private static final double PI = Math.PI;
3    
4    public static double cylindricalTankVolume(double radius, double height) {
5        return PI * Math.pow(radius, 2) * height;
6    }
7    
8    public static double sphericalTankVolume(double radius) {
9        return (4.0/3.0) * PI * Math.pow(radius, 3);
10    }
11    
12    public static double rectangularTankVolume(double length, double width, double height) {
13        return length * width * height;
14    }
15    
16    // 異なる単位間で容量を変換
17    public static double convertVolume(double volume, String fromUnit, String toUnit) {
18        // 立方メートルへの変換係数
19        double toCubicMeters;
20        switch (fromUnit) {
21            case "cubic-meters": toCubicMeters = 1.0; break;
22            case "cubic-feet": toCubicMeters = 0.0283168; break;
23            case "liters": toCubicMeters = 0.001; break;
24            case "gallons": toCubicMeters = 0.00378541; break;
25            default: throw new IllegalArgumentException("不明な単位: " + fromUnit);
26        }
27        
28        // 立方メートルに変換
29        double volumeInCubicMeters = volume * toCubicMeters;
30        
31        // ターゲット単位に変換
32        switch (toUnit) {
33            case "cubic-meters": return volumeInCubicMeters;
34            case "cubic-feet": return volumeInCubicMeters / 0.0283168;
35            case "liters": return volumeInCubicMeters / 0.001;
36            case "gallons": return volumeInCubicMeters / 0.00378541;
37            default: throw new IllegalArgumentException("不明な単位: " + toUnit);
38        }
39    }
40    
41    public static void main(String[] args) {
42        double radius = 2.0;  // メートル
43        double height = 5.0;  // メートル
44        double length = 2.0;  // メートル
45        double width = 3.0;   // メートル
46        
47        double cylindricalVolume = cylindricalTankVolume(radius, height);
48        double sphericalVolume = sphericalTankVolume(radius);
49        double rectangularVolume = rectangularTankVolume(length, width, height);
50        
51        System.out.printf("円筒形タンクの容量: %.2f 立方メートル%n", cylindricalVolume);
52        System.out.printf("球形タンクの容量: %.2f 立方メートル%n", sphericalVolume);
53        System.out.printf("長方形タンクの容量: %.2f 立方メートル%n", rectangularVolume);
54        
55        // ガロンに変換
56        double cylindricalVolumeGallons = convertVolume(cylindricalVolume, "cubic-meters", "gallons");
57        System.out.printf("円筒形タンクの容量: %.2f ガロン%n", cylindricalVolumeGallons);
58    }
59}
60

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4#include <string>
5#include <unordered_map>
6
7const double PI = 3.14159265358979323846;
8
9// 円筒形タンクの容量を計算
10double cylindricalTankVolume(double radius, double height) {
11    return PI * std::pow(radius, 2) * height;
12}
13
14// 球形タンクの容量を計算
15double sphericalTankVolume(double radius) {
16    return (4.0/3.0) * PI * std::pow(radius, 3);
17}
18
19// 長方形タンクの容量を計算
20double rectangularTankVolume(double length, double width, double height) {
21    return length * width * height;
22}
23
24// 異なる単位間で容量を変換
25double convertVolume(double volume, const std::string& fromUnit, const std::string& toUnit) {
26    std::unordered_map<std::string, double> conversionFactors = {
27        {"cubic-meters", 1.0},
28        {"cubic-feet", 0.0283168},
29        {"liters", 0.001},
30        {"gallons", 0.00378541}
31    };
32    
33    // 立方メートルに変換
34    double volumeInCubicMeters = volume * conversionFactors[fromUnit];
35    
36    // ターゲット単位に変換
37    return volumeInCubicMeters / conversionFactors[toUnit];
38}
39
40int main() {
41    double radius = 2.0;  // メートル
42    double height = 5.0;  // メートル
43    double length = 2.0;  // メートル
44    double width = 3.0;   // メートル
45    
46    double cylindricalVolume = cylindricalTankVolume(radius, height);
47    double sphericalVolume = sphericalTankVolume(radius);
48    double rectangularVolume = rectangularTankVolume(length, width, height);
49    
50    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
51    std::cout << "円筒形タンクの容量: " << cylindricalVolume << " 立方メートル" << std::endl;
52    std::cout << "球形タンクの容量: " << sphericalVolume << " 立方メートル" << std::endl;
53    std::cout << "長方形タンクの容量: " << rectangularVolume << " 立方メートル" << std::endl;
54    
55    // ガロンに変換
56    double cylindricalVolumeGallons = convertVolume(cylindricalVolume, "cubic-meters", "gallons");
57    std::cout << "円筒形タンクの容量: " << cylindricalVolumeGallons << " ガロン" << std::endl;
58    
59    return 0;
60}
61

FAQ

タンク容量計算機とは何ですか？

タンク容量計算機は、形状と寸法に基づいてタンクの容量を決定するのに役立つツールです。数学的な式を使用して、タンクが保持できる液体や材料の量を計算し、通常は立方単位（立方メートルや立方フィートなど）または液体容量単位（リットルやガロンなど）で表されます。

このツールで計算できるタンクの形状は何ですか？

当社の計算機は、3つの一般的なタンク形状をサポートしています：

• 円筒形タンク（垂直および横型）
• 球形タンク
• 長方形/正方形タンク

円筒形または球形タンクの半径をどのように測定しますか？

半径はタンクの直径の半分です。直径（タンクの中心を通る最も広い部分の距離）を測定し、2で割って半径を取得します。たとえば、タンクの直径が2メートルの場合、半径は1メートルです。

タンク寸法に使用できる単位は何ですか？

当社の計算機は、複数の単位系をサポートしています：

• メートル法：メートル、センチメートル
• インペリアル：フィート、インチ これらのいずれかの単位で寸法を入力し、最終的な容量を立方メートル、立方フィート、リットル、またはガロンに変換できます。

タンク容量計算機の精度はどのくらいですか？

計算機は、通常の幾何学的形状に基づいて非常に正確な結果を提供します。結果の正確性は、主に測定の精度とタンクが標準形状（円筒形、球形、または長方形）にどれだけ近いかに依存します。

部分的に満たされたタンクの容量を計算できますか？

現在のバージョンの計算機は、タンクの総容量を決定します。部分的に満たされたタンクの場合、液体のレベルを考慮したより複雑な計算が必要です。この機能は今後の更新で追加される可能性があります。

横型円筒タンクの容量をどのように計算しますか？

横型円筒タンクの場合、同じ円筒形タンクの式を使用しますが、「高さ」入力は円柱の長さ（横の寸法）であり、半径は内壁までの距離を測定する必要があります。

タンクが不規則な形状の場合はどうすればよいですか？

不規則な形状のタンクについては、次のことを検討してください：

1. タンクをより単純な幾何学的形状に分解する
2. 各セクションの容量を別々に計算する
3. 各セクションの容量を合計して総容量を求める または、排水法や3Dモデリングソフトウェアを使用して、より複雑な形状を計算することを検討してください。

異なる容量単位間でどのように変換しますか？

当社の計算機には、組み込みの変換オプションがあります。ドロップダウンメニューからお好みの出力単位（立方メートル、立方フィート、リットル、またはガロン）を選択するだけで、計算機が結果を自動的に変換します。

この計算機を商業用または工業用タンクに使用できますか？

はい、この計算機は個人用とプロフェッショナル用の両方に適しています。ただし、重要な工業用途、大型タンク、または規制遵守が必要な状況では、計算を確認するために専門のエンジニアに相談することをお勧めします。

参考文献

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2. Blevins, R. D. (2003). Applied Fluid Dynamics Handbook. Krieger Publishing Company.

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9. American Water Works Association. (2017). Water Storage Facility Design and Construction. AWWA.

10. Hydraulic Institute. (2010). Engineering Data Book. Hydraulic Institute.

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メタディスクリプション提案： タンク容量計算機を使用して、円筒形、球形、長方形タンクの容量を簡単に計算できます。複数の単位で即座に結果を取得。

行動喚起： 今すぐタンク容量計算機を試して、タンクの容量を正確に決定してください。結果を共有するか、他のエンジニアリング計算機を探索して、より複雑な問題を解決してください。