Вода (страница данных)

Страница химических данных для воды

На этой странице представлены дополнительные данные к статье о свойствах воды .

Дополнительные исчерпывающие авторитетные данные о теплофизических свойствах жидкостей можно найти на странице веб-книги NIST.

Структура и свойства

Термодинамические свойства

Физические свойства жидкости

Температурная зависимость поверхностного натяжения чистой воды

Температурная зависимость плотности льда и воды

Свойства равновесия воды/пара

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

${\displaystyle \log _{10}P=A-{\frac {B}{T-C}},}$

где P — равновесное давление пара в кПа , а T — температура в Кельвинах .

Для Т = 273–333 К: А = 7,2326; Б = 1750,286; С = 38,1.

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

Данные в таблице выше приведены для равновесий вода–пар при различных температурах во всем диапазоне температур, при которых может существовать жидкая вода. Давление равновесия указано во втором столбце в кПа . В третьем столбце указано теплосодержание каждого грамма жидкой фазы по отношению к воде при 0 °С. Четвертый столбец — это теплота испарения каждого грамма жидкости, превращающейся в пар. Пятый столбец представляет собой работу P Δ V , совершаемую каждым граммом жидкости, превращающейся в пар. Шестой столбец – плотность пара.

Температура плавления льда при разном давлении

Данные получены из Справочника CRC по химии и физике, 44-е изд., с. 2390

Таблица различных форм льда

^‡ Тройная точка Ice XI является теоретической и никогда не была получена.

Фазовая диаграмма

Логлинская фазовая диаграмма давления и температуры воды. Римские цифры обозначают различные фазы льда .

Вода с растворенным NaCl

Фазовая диаграмма вода – NaCl

Примечание: ρ — плотность, n — показатель преломления при 589 нм, ^{[ необходимы пояснения ]} и η — вязкость, все при 20 °C; T _eq — равновесная температура между двумя фазами: раствором лед/жидкость для T _eq < 0–0,1 °C и раствором NaCl/жидкость для T _eq выше 0,1 °C.

Самоионизация

${\displaystyle pK_{w}=-\log([\mathrm {H} ^{+}][\mathrm {OH} ^{-}])}$

Спектральные данные

Коэффициенты самодиффузии

Дополнительные данные переведены с немецкой страницы "Wasser (Stoffdaten)".

Приведенные ниже данные были скопированы и переведены из немецкой версии этой страницы Википедии (которая переехала сюда). Он предоставляет дополнительные физические, термодинамические данные и данные о давлении пара, некоторые из которых дублируют данные в таблицах выше, а некоторые являются дополнительными.

Физические и термодинамические таблицы

В следующих таблицах значения зависят от температуры и, в меньшей степени, от давления и упорядочены по агрегатному состоянию (s = твердое вещество, lq = жидкость, g = газ), которые явно являются функцией температуры и давления. Все данные были рассчитаны на основе данных, приведенных в «Формулировке термодинамических свойств обычного водного вещества для научного и общего использования» (IAPWS, 1984) (устарело с 1995 года). ^[21] Это относится к:

• Т – температура в градусах Цельсия
• V – удельный объем в кубических дециметрах на килограмм (1 дм ³ соответствует 1 литру)
• H – удельная энтальпия в килоджоулях на килограмм.
• U – удельная внутренняя энергия в килоджоулях на килограмм.
• S – удельная энтропия в килоджоулях на килограмм-кельвин.
• c _p – удельная теплоемкость при постоянном давлении в килоджоулях на килограмм-кельвин.
• γ – коэффициент теплового расширения , равный 10 ⁻³ на кельвин.
• λ – Теплопроводность в милливаттах на метр-кельвин.
• η – вязкость в микропаскаль -секундах (1 с P = 1000 мкПа·с).
• σ – поверхностное натяжение в миллиньютонах на метр (эквивалент дин/см).

Стандартные условия

В следующей таблице данные материала приведены для стандартного давления 0,1 МПа ( эквивалент 1 бар). До 99,63 °С (температура кипения воды 0,1 МПа) при этом давлении вода существует в жидком состоянии. Выше этого он существует в виде водяного пара. Обратите внимание , что точка кипения 100,0 ° C соответствует давлению 0,101325 МПа (1 атм ), что является средним атмосферным давлением.

 

Тройная точка

В следующей таблице данные материала 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 представлена ​​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

Следующая таблица основана на различных взаимодополняющих источниках и аппроксимирующих формулах, значения которых имеют различное качество и точность. Значения в диапазоне температур от -100 °C до 100 °C были получены по данным D. Sunday (1982) и являются достаточно однородными и точными. Значения в интервале температур кипения воды до критической точки (от 100 °С до 374 °С) взяты из разных источников и существенно менее точны; следовательно, их следует использовать только как приблизительные значения. ^{[22] [23] [24] [25]}

Чтобы правильно использовать значения, учтите следующие моменты:

• Значения применимы только к гладким границам раздела и при отсутствии других газов или газовых смесей, таких как воздух. Следовательно, они применимы только к чистым фазам и нуждаются в поправочном коэффициенте 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 расчета дальнейших значений в соответствующих диапазонах температур.
• Давление насыщенного пара над водой в диапазоне температур от -100 °C до -50 °C только экстраполируется [Примечание переводчика: неизвестно, что переохлажденная жидкая вода существует ниже -42 °C].
• Значения имеют различные единицы измерения (Па, гПа или бар), что необходимо учитывать при их считывании.

Формулы

Табличные значения для температур от -100 °C до 100 °C были рассчитаны по следующим формулам, где T — в кельвинах, а давления _паров Pw и Pi _— в паскалях .

Над жидкой водой

журнал _е ( п _ш ) знак равно -6094,4642 Т ^-1 + 21,1249952 - 2,724552×10 ^-2 Т + 1,6853396×10 ^-5 Т ² + 2,4575506 журнал _е ( Т )

Для диапазона температур: от 173,15 до 373,15 К или эквивалентно от -100 до 100 °C.

По льду

журнал _е ( п _я ) знак равно -5504,4088 Т ^-1 - 3,5704628 - 1,7337458×10 ^-2 Т + 6,5204209×10 ^-6 Т ² + 6,1295027 log _e ( Т )

Для диапазона температур: от 173,15 до 273,15 К или эквивалентно от -100 °C до 0 °C.

В тройной точке

Важной базовой величиной, не отраженной в таблице, является давление насыщенного пара в тройной точке воды. Принятое на международном уровне значение по измерениям Гилднера, Джонсона и Джонса (1976) составляет:

P _w ( t _tp = 0,01 ° C) = 611,657 Па ± 0,010 Па при (1 − α ) = 99%

 

Магнитная восприимчивость

Принятое стандартизированное значение магнитной восприимчивости воды при 20 °С (комнатной температуре) составляет -12,97 см ³ /моль. ^[26]

Принятое стандартизированное значение магнитной восприимчивости воды при 20 °С (комнатной температуре) составляет -0,702 см ³ /г. ^[26]

  Эта коробка:

• вид
• редактировать

  

• Если не указано иное, данные относятся к стандартной температуре и давлению .
• Общие сведения о достоверности данных .

Смотрите также

• Водный портал

• Свойства воды

Рекомендации

1. Лиде 2004, с. 6-15.
2. Максютенко, Павел; Риццо, Томас Р.; Бояркин, Олег В. (2006). «Прямое измерение энергии диссоциации воды». Журнал химической физики . 125 (18): 181101. Бибкод : 2006ЖЧФ.125р1101М. дои : 10.1063/1.2387163. ПМИД  17115729.
3. Кук, Р; Делюсия, Ф; Хельмингер, П. (1974). «Молекулярное силовое поле и структура воды: последние микроволновые результаты». Журнал молекулярной спектроскопии . 53 (1): 62–76. Бибкод : 1974JMoSp..53...62C. дои : 10.1016/0022-2852(74)90261-6.
4. Хой, Арканзас; Бункер, PR (1979). «Точное решение уравнения Шредингера, изменяющего вращение, для трехатомной молекулы в применении к молекуле воды». Журнал молекулярной спектроскопии . 74 (1): 1–8. Бибкод : 1979JMoSp..74....1H. дои : 10.1016/0022-2852(79)90019-5.
5. «Список экспериментальных валентных углов типа aHOH». База данных компьютерного химического сравнения и эталонных тестов .
6. Гриффитс, Дэвид Джеффри (1999). Введение в электродинамику (3-е изд.). Прентис Холл. п. 275. ИСБН 978-0-13-919960-8.
7. «Вода и скорость звука». www.engineeringtoolbox.com . Проверено 29 апреля 2008 г.
8. Дин и Ланге 1999, стр. 1199: Из-за старого определения литра , использовавшегося в то время, данные Справочника были преобразованы из старых г/мл в г/см ³ путем умножения на 0,999973.
9. Франкс 2012, с. 376.
10. Лиде 2004, с. 6-201.
11. Дин и Ланге 1999, стр. 1663.
12. Пересмотренный выпуск о вязкости и теплопроводности вещества тяжелой воды, Международная ассоциация свойств воды и пара, Люцерн, Швейцария, август 2007 г.
13. Дин и Ланге 1999, стр. 1436.
14. Дин и Ланге 1999, стр. 1476.
15. Мартин Чаплин. «Фазовая диаграмма воды». Лондонский университет Саут-Бэнк . Проверено 27 мая 2022 г.
16. Лиде, Д.Р., изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. стр. 8–71, 8–116. ISBN 0-8493-0486-5.
17. Мартин Чаплин. «Ионизация воды». Лондонский университет Саут-Бэнк . Проверено 27 мая 2022 г.
18. Мартин Чаплин. «Спектр водопоглощения». Лондонский университет Саут-Бэнк . Проверено 27 мая 2022 г.
19. Фулмер, Грегори Р.; Миллер, Александр Дж. М.; Шерден, Натаниэль Х.; Готлиб, Хьюго Э.; Нудельман, Авраам; Штольц, Брайан М.; Беркоу, Джон Э.; Гольдберг, Карен И. (2010). «Химические сдвиги следовых примесей ЯМР: обычные лабораторные растворители, органика и газы в дейтерированных растворителях, имеющие отношение к химику-металлорганику» (PDF) . Металлоорганические соединения . 29 (9): 2176–2179. дои : 10.1021/om100106e. ISSN  0276-7333.
20. Хольц, Манфред; Хайль, Стефан Р.; Сакко, Антонио (2000). «Температурно-зависимые коэффициенты самодиффузии воды и шести выбранных молекулярных жидкостей для калибровки при точных измерениях PFG 1H ЯМР». Физическая химия Химическая физика . 2 (20): 4740–4742. Бибкод : 2000PCCP....2.4740H. дои : 10.1039/b005319h. ISSN  1463-9084.
21. _ Основные формулировки термодинамических свойств IAPWS . Проверено 4 мая 2023 г. В 1995 году IAPWS одобрил новую формулировку термодинамических свойств воды и пара для общего и научного использования. Она заменила формулировку Хаара, Галлахера и Келла 1984 года и теперь служит международным стандартом термодинамических свойств воды.
22. Гилднер, Луизиана; Джонсон, ДП; Джонс, Ф.Е. (1976). «Давление пара воды в тройной точке: очень точное значение». Наука . 191 (4233): 1261. Бибкод : 1976Sci...191.1261G. дои : 10.1126/science.191.4233.1261. PMID  17737716. S2CID  37399612.
23. Клаус Шеффлер (1981): Wasserdampftafeln: термодинам. Эйгеншафтен фон Вассер и. Вассердампф до 800°C и. 800 бар ( Таблицы водяного пара: термодинамические характеристики воды и водяного пара до 800°C и 800 бар ), Берлин [ua] ISBN 3-540-10930-7 
24. Д. Зоннтаг и Д. Хайнце (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
25. Ульрих Григулл , Йоханнес Стауб, Питер Шибенер (1990): Таблицы Steam в единицах СИ - Wasserdampftafeln. Спрингер-Верлагдима ГмбХ
26. Уэст, Роберт (1983–1984). CRC, Справочник по химии и физике, 64-е издание . Бока-Ратон, Флорида: Издательство CRC. стр. Е-119. ISBN 0-8493-0464-4.

Библиография

• Дин, Джон Ори; Ланге, Норберт Адольф (1999). Справочник Ланге по химии (15-е изд.). МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-016384-3.
• Фрэнкс, Феликс (2012). Физика и физическая химия воды. Спрингер. ISBN 978-1-4684-8334-5.
• Линстрем, Питер Дж.; Маллард, Уильям Г. (ред.); Интернет-книга NIST по химии, справочная база данных стандартов NIST № 69 , Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург (Мэриленд)
• Лиде, Дэвид Р. (2004). Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-0485-9.

Внешние ссылки

• Микроволновой спектр (NIST)
• Свойства воды Мартина Чаплина, Лондонский университет Саут-Бэнк.