Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

На этой странице представлены дополнительные данные о свойствах воды в артикуле .

Дополнительные исчерпывающие авторитетные данные можно найти на странице веб-книги NIST по теплофизическим свойствам жидкостей. Если не указано иное, данные относятся к стандартной температуре и давлению окружающей среды .

Структура и свойства [ править ]

Термодинамические свойства [ править ]

Физические свойства жидкости [ править ]

Температурная зависимость поверхностного натяжения чистой воды
Температурная зависимость плотности льда и воды

Свойства равновесия вода / пар [ править ]

Формула давления пара для пара в равновесии с жидкой водой: [13]

где P - равновесное давление пара в кПа , а T - температура в градусах Кельвина .

Для Т = от 273 К до 333 К: А = 7,2326; В = 1750,286; С = 38,1.

Для Т = 333 К до 423 К: А = 7,0917; B = 1668,21; С = 45,1.

Данные в таблице выше приведены для водно-паровых равновесий при различных температурах во всем диапазоне температур, в котором может существовать жидкая вода. Давление равновесия указано во втором столбце в кПа . Третий столбец - теплосодержание каждого грамма жидкой фазы по отношению к воде при 0 ° C. Четвертый столбец - это теплота испарения каждого грамма жидкости, которая превращается в пар. Пятый столбец - это работа P Δ V, совершаемая каждым граммом жидкости, которая превращается в пар. Шестой столбец - плотность пара.

Температура плавления льда при различных давлениях [ править ]

Данные взяты из CRC Handbook of Chemistry and Physics 44th ed., P. 2390

Таблица различных форм льда [ править ]

Тройная точка льда XI является теоретической и никогда не была получена.

Фазовая диаграмма [ править ]

Вход-лин давления температура фазовая диаграмма воды. В римские цифры указывают на различные ледяные фазы .

Вода с растворенным NaCl [ править ]

Фазовая диаграмма вода – NaCl

Примечание: ρ - плотность, n - показатель преломления при 589 нм, [ требуется пояснение ] и η - вязкость, все при 20 ° C; T eq - это равновесная температура между двумя фазами: раствор лед / жидкость для T eq <0–0,1 ° C и раствор NaCl / жидкость для T eq выше 0,1 ° C.

Самоионизация [ править ]

Спектральные данные [ править ]

Коэффициенты самодиффузии [ править ]

Дополнительные данные переведены с немецкого "Wasser (Stoffdaten)" страница [ править ]

Приведенные ниже данные были скопированы и переведены из немецкоязычной версии Википедии этой страницы (которая перемещена сюда ). Он предоставляет дополнительные физические, термодинамические данные и данные о давлении пара, некоторые из которых являются избыточными с данными в таблицах выше, а некоторые - дополнительными.

Физические и термодинамические таблицы [ править ]

В следующих таблицах значения зависят от температуры и в меньшей степени от давления и упорядочены по агрегатному состоянию (s = твердое тело, lq = жидкость, g = газ), которые, несомненно, являются функцией температуры и давления. Все данные были рассчитаны на основе данных, приведенных в «Формулировке термодинамических свойств обычных водных веществ для научного и общего использования» (1984). Это касается:

  • T - температура в градусах Цельсия
  • V - удельный объем в кубических дециметрах на килограмм (1 дм 3 эквивалентен 1 литру)
  • H - удельная энтальпия в килоджоулей на килограмм
  • U - удельная внутренняя энергия в килоджоулей на килограмм
  • S - удельная энтропия в килоджоулей на килограмм-кельвин
  • c p - удельная теплоемкость при постоянном давлении в килоджоулей на килограмм-кельвин
  • γ - Коэффициент теплового расширения как 10-3 на кельвин
  • λ - теплопроводность в милливаттах на метр-кельвин
  • η - вязкость в микропаскаль- секундах (1 c P = 1000 мкПа · с)
  • σ - поверхностное натяжение в миллиньютонах на метр (эквивалент дин / см)

Стандартные условия [ править ]

В следующей таблице, данные материала приведены для стандартного давления 0,1 М Па (эквивалент 1 бар). До 99,63 ° C (температура кипения воды 0,1 МПа) при таком давлении вода существует в виде жидкости. Более того, он существует в виде водяного пара. Обратите внимание, что точка кипения 100,0 ° C находится при давлении 0,101325 МПа (1 атм ), что является средним атмосферным давлением.

 

Тройная точка [ править ]

В следующей таблице данные по материалам приведены для давления 611,7 Па (эквивалент 0,006117 бар). До температуры 0,01 ° C, тройной точки воды, вода обычно существует в виде льда, за исключением переохлажденной воды, для которой здесь приведена одна точка данных. В тройной точке лед может существовать вместе как с жидкой водой, так и с паром. При более высоких температурах данные относятся только к водяному пару.

 

Давление насыщенного пара [ править ]

Следующая таблица основана на различных дополнительных источниках и формулах аппроксимации, значения которых имеют разное качество и точность. Значения в диапазоне температур от -100 ° C до 100 ° C были получены из D. Sunday (1982) и являются довольно однородными и точными. Значения в диапазоне температур от точки кипения воды до критической точки (от 100 ° C до 374 ° C) взяты из разных источников и являются существенно менее точными; следовательно, их следует использовать только как приблизительные значения. [21] [22] [23] [24]

Чтобы правильно использовать значения, примите во внимание следующие моменты:

  • Значения применимы только к гладким поверхностям и в отсутствие других газов или газовых смесей, таких как воздух. Следовательно, они применяются только к чистым фазам и требуют поправочного коэффициента для систем, в которых присутствует воздух.
  • Значения рассчитывались не по формулам, широко используемым в США, а по несколько более точным формулам (см. Ниже), которые также можно использовать для вычисления дополнительных значений в соответствующих диапазонах температур.
  • Давление насыщенного пара над водой в диапазоне температур от -100 ° C до -50 ° C только экстраполируется [примечание переводчика: не известно, что переохлажденная жидкая вода существует ниже -42 ° C].
  • Значения имеют различные единицы измерения (Па, гПа или бар), которые необходимо учитывать при их считывании.

Формулы [ править ]

Табличные значения для температур от –100 ° C до 100 ° C были рассчитаны по следующим формулам, где T выражается в кельвинах, а давление пара P w и P i - в паскалях .

Над жидкой водой

log e ( P w ) = −6094.4642 T −1 + 21.1249952 - 2.724552 × 10 −2 T + 1.6853396 × 10 −5 T 2 + 2.4575506 log e ( T )

Для диапазона температур: от 173,15 K до 373,15 K или эквивалентно от −100 ° C до 100 ° C

По льду

log e ( P i ) = −5504,4088 T −1 - 3,5704628 - 1,7337458 × 10 −2 T + 6,5204209 × 10 −6 T 2 + 6,1295027 log e ( T )

Для диапазона температур: от 173,15 K до 273,15 K или эквивалентно от −100 ° C до 0 ° C

В тройной точке

Важной базовой величиной, не зарегистрированной в таблице, является давление насыщенного пара в тройной точке воды. Согласно измерениям Гилднера, Джонсона и Джонса (1976) международно признанное значение составляет:

P w ( t tp = 0,01 ° C) = 611,657 Па ± 0,010 Па при (1 - α ) = 99%
 

Магнитная восприимчивость [ править ]

Принятое стандартизованное значение магнитной восприимчивости воды при 20 ° C (комнатная температура) составляет -12,97 см 3 / моль. [25]

Принятое стандартизованное значение магнитной восприимчивости воды при 20 ° C (комнатная температура) составляет -0,702 см 3 / г. [25]

См. Также [ править ]

  • Свойства воды

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Лиде 2004 , стр. 6-15.
  2. ^ Максютенко, Павло; Риццо, Томас Р .; Бояркин, Олег В. (2006). «Прямое измерение энергии диссоциации воды». Журнал химической физики . 125 (18): 181101. Bibcode : 2006JChPh.125r1101M . DOI : 10.1063 / 1.2387163 . PMID  17115729 .
  3. ^ Кук, R; Delucia, F; Хелмингер, П. (1974). «Молекулярное силовое поле и структура воды: последние результаты микроволнового излучения». Журнал молекулярной спектроскопии . 53 (1): 62–76. Полномочный код : 1974JMoSp..53 ... 62C . DOI : 10.1016 / 0022-2852 (74) 90261-6 .
  4. ^ Хой, АР; Бункер, PR (1979). «Точное решение уравнения Шредингера изгиба вращения для трехатомной молекулы в применении к молекуле воды». Журнал молекулярной спектроскопии . 74 (1): 1–8. Bibcode : 1979JMoSp..74 .... 1H . DOI : 10.1016 / 0022-2852 (79) 90019-5 .
  5. ^ «Список экспериментальных валентных углов типа aHOH» . Сравнение вычислительной химии и контрольная база данных .
  6. ^ Гриффитс, Дэвид Джеффри (1999). Введение в электродинамику (3-е изд.). Прентис Холл. п. 275 . ISBN 978-0-13-919960-8.
  7. ^ «Вода и скорость звука» . www.engineeringtoolbox.com . Проверено 29 апреля 2008 .
  8. Перейти ↑ Dean & Lange 1999 , p. 1199: Из-за старого определения литра, которое использовалось в то время, данные из Справочника были преобразованы из старых г / мл в г / см 3 путем умножения на 0,999973.
  9. Перейти ↑ Franks 2012 , p. 376.
  10. ^ Лида 2004 , стр. 6-201.
  11. Перейти ↑ Dean & Lange 1999 , p. 1663.
  12. ^ Пересмотренный выпуск о вязкости и теплопроводности тяжелых водных веществ , Международная ассоциация свойств воды и пара, Люцерн, Швейцария, август 2007 г.
  13. Перейти ↑ Dean & Lange 1999 , p. 1436.
  14. Перейти ↑ Dean & Lange 1999 , p. 1476.
  15. ^ Мартин Чаплин. «Водная фазовая диаграмма» . Лондонский университет Южного берега . Проверено 21 января 2008 .
  16. ^ Лиде, DR, изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. С. 8–71, 8–116. ISBN 0-8493-0486-5.
  17. ^ Мартин Чаплин. «Ионизация воды» . Лондонский университет Южного берега . Проверено 9 апреля 2008 .
  18. ^ Мартин Чаплин. «Спектр водопоглощения» . Лондонский университет Южного берега . Проверено 10 апреля 2008 .
  19. ^ Фулмер, Грегори Р .; Миллер, Александр JM; Шерден, Натаниэль Х .; Gottlieb, Hugo E .; Нудельман, Авраам; Штольц, Брайан М .; Bercaw, John E .; Гольдберг, Карен И. (2010). "Химические сдвиги ЯМР следов примесей: обычные лабораторные растворители, органические вещества и газы в дейтерированных растворителях, имеющие отношение к химик-металлоорганикам" (PDF) . Металлоорганические соединения . 29 (9): 2176–2179. DOI : 10.1021 / om100106e . ISSN 0276-7333 .  
  20. ^ Хольц, Манфред; Heil, Stefan R .; Сакко, Антонио (2000). «Зависящие от температуры коэффициенты самодиффузии воды и шести выбранных молекулярных жидкостей для точной калибровки.1H ЯМР PFG измерения " . Physical Chemistry Chemical Physics . 2 (20): 4740–4742. Bibcode : 2000PCCP .... 2.4740H . Doi : 10.1039 / b005319h . ISSN  1463-9084 .
  21. ^ Гилднер, Лос-Анджелес; Джонсон, Д.П .; Джонс, FE (1976). «Давление водяных паров в тройной точке: высокоточное значение». Наука . 191 (4233): 1261. Bibcode : 1976Sci ... 191.1261G . DOI : 10.1126 / science.191.4233.1261 . PMID 17737716 . S2CID 37399612 .  
  22. ^ Клаус Шеффлер (1981): Wasserdampftafeln: термодинамика. Eigenschaften von Wasser u. Wasserdampf до 800 ° C u. 800 бар ( Таблицы водяного пара: термодинамические характеристики воды и водяного пара до 800 ° C и 800 бар ), Берлин [ua] ISBN 3-540-10930-7 
  23. ^ D. Sonntag und D. Heinze (1982): Sättigungsdampfdruck- und Sättigungsdampfdichtetafeln für Wasser und Eis. ( Таблицы давления насыщенного пара и плотности насыщенного пара для воды и льда ) (1. Aufl.), VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie
  24. ^ Ulrich Grigull , Johannes Staub, Питер Schiebener (1990): Паровые таблицы в SI-единиц - Wasserdampftafeln. Springer-Verlagdima gmbh
  25. ^ a b c Уист, Роберт (1983–1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics 64-е издание . Бока-Ратон, Флорида: публикация CRC. стр. E-119. ISBN 0-8493-0464-4.

Библиография [ править ]

  • Дин, Джон Ори; Ланге, Норберт Адольф (1999). Справочник Ланге по химии (15-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-016384-3.
  • Франк, Феликс (2012). Физика и физическая химия воды . Springer. ISBN 978-1-4684-8334-5.
  • Линстром, Питер Дж .; Маллард, Уильям Г. (ред.); Интернет-книга NIST Chemistry, стандартная справочная база данных NIST номер 69 , Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург (Мэриленд), http://webbook.nist.gov
  • Лиде, Дэвид Р. (2004). Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.

Внешние ссылки [ править ]

  • Микроволновый спектр (по NIST)
  • Подборка свойств с цитатами Мартина Чаплина, Лондонский университет Саут-Бэнк.