Коэффициенты объемного расширения и сжимаемости сжиженных углеводородов. пропан. пропилен. н-бутан. н-бутилен. керосин. вода (для сравнения)

Коэффициент объемного расширения воды – Справочник химика 21

    Р—коэффициент объемного расширения воды  

    Приложение 46 Коэффициент объемного расширения воды 0=/(i)

    Рис 50 Зависимость двух компонент коэффициента объемного расширения воды от температуры 

    Опыт показывает, что коэффициент объемного расширения воды гораздо больше, чем льда. По данным В. А. Михайлова, для льда = 1,5- Ю град , тогда как для воды р = 2,74- 10″ град”. Возможно, что молекулы Н2О, перешедшие в полости структуры льда, несколько расширяют тетраэдрический каркас изнутри. 

    Коэффициент объемного расширения. Сжиженные газы в отличие от большинства жидкостей имеют очень высокий коэффициент объемного расширения. Например, коэффициент объемного расширения многих сжиженных газов примерно в десять раз больше коэффициента объемного расширения воды. 

    Коэффициент объемного расширения воды в температурном интервале от 273 до 310° К равен 2,07 -Ю град . Коэффициент объемного расширения большинства органических жидкостей в 2—5 раз больше коэффициента объемного расширения воды. Следовательно, если допустимая ошибка в измерении плотности не превышает 0,001 г см , то необходимо поддерживать постоянство температуры в пределах Г. 

    Коэффициент объемного расширения воды в температурном интервале от 273 до 310° К, равен 2,07 Ю град . Коэффициент объемного расширения большинства органических жидкостей в 2 —5 раз больше коэффициента объемного расширения воды. Следовательно, если допу стимая оишбка в измерении плотности не превышает 0,001 г см то необходимо поддерживать постоянство температуры в пределах Г” Плотность растворов является функцией концентрации. Если ком поненты смешиваются без изменения объема при всех концентрациях то зависимость плотности от концентрации — линейная. 

    Коэффициент объемного расширения воды в диапазоне температур 22— 28° (Среднюю разность температур принимаем, исхоля из температуры стенки, равной 47°. Отсюда Д/= 47 — 25 = 22° 

    Здесь п — коэффициент объемного расширения воды, с — ее теплоемкость и g — ускорение в поле тяжести. С другой стороны, как будет показано далее (см. гл. IV, 5), потеря тепла на подогревание воздуха пропорциональна разности температур между поверхностной водой и воздухом, соприкасаю-щимся с ней. В свою очередь, на основании теории муссонного поля, можно вычислить эту разность температур для различных районов моря, по-разному удаленных от береговой линии. 

Молекулы воды требуют больше места

Причиной тому, что происходят эти процессы расширения и сжатия различных веществ, являются молекулы. Те из них, которые получают больше энергии (это происходит в теплом помещении), двигаются намного быстрее, чем молекулы, находящиеся в холодном помещении. Частицы, которые имеют большую энергию, сталкиваются намного активнее и чаще, им необходимо больше места для движения. Чтобы сдержать то давление, которое оказывают молекулы, материал начинает увеличиваться в размерах. Причем это происходит достаточно стремительно. Итак, вода при замерзании расширяется или сжимается? Почему это происходит?

Вода не подчиняется этим правилам. Если мы начинаем охлаждать воду до четырех градусов Цельсия, то она уменьшает свой объем. Но если температура продолжает падать, то вода вдруг начинает расширяться! Существует такое свойство, как аномалия плотности воды. Это свойство возникает при температуре в четыре градуса Цельсия.

Теперь, когда мы выяснили, расширяется или сжимается вода при замерзании, давайте узнаем, как вообще возникает эта аномалия. Причина таится в частицах, из которых она состоит. Молекула воды создана из двух атомов водорода и одного – кислорода. Формулу воды все знают еще с начальных классов. Атомы в этой молекуле притягивают электроны по-разному. У водорода создается положительный центр тяжести, а у кислорода, наоборот – отрицательный. Когда молекулы воды сталкиваются друг с другом, то атомы водорода одной молекулы переходят на атом кислорода совершенно другой молекулы. Этот феномен называется водородной связью.

Коэффициент – объемное расширение – вода

Коэффициент объемного расширения воды меняется с температурой гораздо сильнее, чем ртути, так что равномерность ртутной шкалы много больше, чем у воды. Таким образом, по сравнению с водяным термометром Галилея pry гний термометр Гюйгенса является весьма большим усовершенствованием, не потерявшим своего значения и до настоящего времени.
 

Коэффициент объемного расширения воды сильно зависит от температуры, а в интервале от О до 4 С принимает отрицательное значение.
 

Коэффициент объемного расширения воды а при 4 С меняет знак, будучи при 0 / 4 С величиной отрицательной.
 

Опыт показывает, что коэффициент объемного расширения воды гораздо больше, чем льда. Возможно, что молекулы Н2О, перешедшие в полости структуры льда, несколько расширяют тетраэдрический каркас изнутри. Разрушение тетраэдрической структуры воды происходит не при нагревании, но и при сжатии. При этом увеличение давлен ствует на структуру воды в том же направлении, что и повышение температуры. При высоком давлении возникает более плотная структура, отличная от тетраэдрической.
 

РВ, РК – коэффициенты объемного расширения воды и керосина.
 

Рвт – коэффициент деформации пустот; – коэффициент объемного расширения воды; Др – снижение давления в водоносной зоне.
 

В интервале температур 0 t 4 C коэффициент объемного расширения воды отрицательный. Доказать, что в этом интервале температур при адиабатическом сжатии вода охлаждается.
 

В интервале температур 0 t 4 С коэффициент объемного расширения воды отрицательный. Доказать, что в этом интервале температур при адиабатном сжатии вода охлаждается.
 

Увеличение объема воды при ее нагревании пропорционально коэффициенту объемного расширения воды ( 0 0006), степени нагрева Д / и количеству нагреваемой воды.
 

ЛГГ – – Го; рв, РК – коэффициенты объемного расширения воды и керосина.
 

Температурный коэффициент объемного расширения жидкости слабо зависит от температуры. Коэффициент объемного расширения воды сильно зависит от температуры, а в интервале от 0 до 4 С принимает отрицательное значение.
 

Сжиженный газ обладает большим коэффициентом объемного расширения. Коэффициент объемного расширения пропана в 16 раз превышает коэффициент объемного расширения воды.
 

Сжиженный газ имеет весьма значительный коэффициент объемного расширения. Например, коэффициент объемного расширения пропана в 16 раз превышает коэффициент объемного расширения воды.
 

Газообразные углеводороды имеют плотность, значительно превышающую плотность воздуха, отличаются медленной диффузией в атмосфере ( особенно при отрицательных температурах воздуха), низкими пределами взрываемости ( воспламеняемости) в воздухе, невысокой температурой воспламенения по сравнению с другими горючими газами, возможностью образования конденсата при снижении температуры до точки росы или при повышении давления. В сжиженном состоянии эти газы имеют высокий коэффициент объемного расширения, превышающий коэффициент объемного расширения воды, значительную упругость паров, возрастающую с ростом температуры. Сжиженные газы охлаждаются до отрицательных температур и при определенных условиях обладают вредными для здоровья человека свойствами.
 

Сжиженные газы в отличие от большинства жидкостей имеют очень высокий коэффициент объемного расширения. Например, коэффициент объемного расширения многих сжиженных газов примерно в десять раз больше коэффициента объемного расширения воды.
 

Расширение жидкости, прибор для наблюдения

Следовательно, при одинаковом нагревании до одной и той же температуры, некоторые жидкости расширяются больше, другие меньше. Различные жидкости имеют разные коэффициенты объемного расширения.
Нужно отыскать железную трубу диаметром в 5—6 см, высотой в 20—25 см и в боковой поверхности ее сделать два круглых отверстия, одно около верхнего края, а второе — возможно ближе к основанию трубы. Отверстия закрываются пробками, и сквозь них пропускаются термометры. Пробки должны закрывать отверстия очень плотно, чтобы вода не просачивалась из трубы. Вынув пробки, нужно насадить на трубу железную банку, например из-под консервов, и припаять ее к середине трубы, а в дне банки выбить гвоздем или просверлить отверстия, чтобы получилось нечто вроде грубого решета.
Закрыв боковые отверстия пробками, следует наполнить трубу водой комнатной температуры, а в консервную банку положить кусочки льда.
В первый момент термометры покажут одинаковую темпе- ратуру. Затем нижний термометр начнет показывать более низкую температуру, чем верхний. Но так будет продолжаться только до тех пор, пока температура воды не достигнет + 4°С. Начиная с этого момента верхний термометр будет показывать температуру ниже + 4°С, а показания нижнего останутся на » 4°С.
Это говорит о том, что вода при температуре + 4°С имеет самую большую плотность.

Давление в жидкости

Нормальная сила F называется силой давления и вызывает в жидкости нормальные напряжения сжатия, которые определяются отношением:

Нормальные напряжения, возникающие в жидкости под действием внешних сил, называются гидромеханическим давлением или просто давлением.

Системы отсчета давления

Рассмотрим системы отсчета давления. Важным при решении практических задач является выбор системы отсчета давления (шкалы давления). За начало шкалы может быть принят абсолютный нуль давления. При отсчете давлений от этого нуля их называют абсолютными — P_абс.

Однако, как показывает практика, технические задачи удобнее решать, используя избыточные давления P_изб, т.е. когда за начало шкалы принимается атмосферное давление.

Давление, которое отсчитывается «вниз» от атмосферного нуля, называется давлением вакуума P_вак, или вакуумом.

где P_атм — атмосферное давление, измеренное барометром.

Связь между абсолютным давлением P_абс и давлением вакуума P_вак можно установить аналогичным путем:

И избыточное давление, и вакуум отсчитываются от одного нуля (P_атм), но в разные стороны.

Таким образом, абсолютное, избыточное и вакуумное давления связаны и позволяют пересчитать одно в другое.

Единицы измерения давления

Практика показала, что для решения технических (прикладных) задач наиболее удобно использовать избыточные давления. Основной единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (Па), который равен давлению, возникающему при действии силы в 1 Н на площадь размером 1 м2 (1 Па = 1 Н/м2).

Однако чаще используются более крупные единицы: килопаскаль (1 кПа = 10 3 Па) и мегапаскаль (1 МПа = 10 6 Па).

В технике широкое распространение получила внесистемная единица — техническая атмосфера (ат), которая равна давлению, возникающему при действии силы в 1 кгс на площадь размером 1 см 2 (1 ат = 1 кгс/см 2 ).

Соотношения между наиболее используемыми единицами следующие:

10 ат = 0,981 МПа ≈ 1 МПа или 1 ат = 98,1 кПа ≈ 100 кПа.

В зарубежной литературе используется также единица измерения давления бар

В каких ещё единицах измеряется давление, можно посмотреть здесь

Рассмотрим некоторые свойства жидкостей, которые оказывают наиболее существенное влияние на происходящие в них процессы и поэтому учитываются при расчетах гидравлических систем.

Тепловое расширение – вода

Тепловое расширение воды характеризуется коэффициентом теплового расширения.
 

Коэффициент теплового расширения воды характеризует изменение единицы объема воды при увеличении ее температуры на 1 С. Он в основном зависит от температуры и минерализации. С увеличением температуры коэффициент тепло -, вого расширения изменяется неравномерно. Объем воды при увеличении температуры от 0 до 4 С уменьшается.
 

Особенность теплового расширения воды имеет важное значение для сохранения живых организмов в реках и водоемах зимой. Охлаждаемые воздухом верхние слои воды опускаются вниз, а теплые поднимаются вверх

Такое перемешивание происходит до тех пор, пока температура воды не достигнет 4 С. При дальнейшем охлаждении верхние слои уже не опускаются вниз и при 0 С сверху образуется лед. Лед плавает на поверхности воды и предохраняет водоем от полного промерзания.
 

Коэффициент теплового расширения воды характеризует изменение единицы объема воды при увеличении ее температуры ка 1 С. Он в основном зависит от температуры и минерализации. С увеличением температуры коэффициент теплового расширения изменяется неравномерно. Объем воды при увеличении температуры от 0 до 4 С уменьшается.
 

Коэффициент теплового расширения воды характеризует изменение единицы объема воды при увеличении ее температуры на 1 С. Он в основном зависит от температуры и минерализации. С увеличением температуры коэффициент теплового расширения изменяется неравномерно. Объем воды при увеличении температуры от 0 до 4 С уменьшается.
 

Чем объясняется особенность теплового расширения воды.
 

Как известно, аномалия теплового расширения воды обусловлена ее рыхлой структурой, образованной действием водородной связи.
 

Как известно, аномалия теплового расширения воды обусловлена ее рыхлой структурой, образованной действием водородной связи. Поэтому исчезновение этой аномалии у воды, заполняющей поры и капилляры с поперечниками порядка сотен ангстрем , свидетельствует о более плотной структуре, в меньшей степени контролируемой водородными связями.
 

Как известно, аномалия теплового расширения воды обусловлена ее рыхлой структурой, образованной действием водородной связи.
 

Как видно из таблицы, тепловое расширение воды во много раз превышает тепловое расширение минералов и пород

Привлекает внимание и то, что коэффициент щ гипса, содержащего большое количество кристаллизационной воды, примерно в 7 раз выше коэффициента щ кальцита, в 3 раза выше среднего значения at известняков и в 2 5 раза выше среднего значения щ песчаников.
 . Отдельно обсудим вопрос об особенностях теплового расширения воды.
 

Отдельно обсудим вопрос об особенностях теплового расширения воды.
 

Как показывают экспериментальные исследования, коэффициент теплового расширения воды в пластовых условиях колеблется в пределах 18 10 – 5 – 90 10 – 5 1 / град.
 

Ответ, а) Из-за особенности теплового расширения воды в водоемах зимой отсутствует конвекция: наиболее плотные слои, имеющие температуру около 4 С, располагаются внизу; б) вода имеет плохую теплопроводность; в) лед и снег, покрывающие водоем, плохо проводят тепло; г) поверхность льда отражает тепловые лучи, идущие от дна водоема.
 

Из формулы следует, что коэффициент теплового расширения воды ( Е) характеризует изменение единицы объема воды при изменении ее температуры на 1 С. По экспериментальным данным в пластовых условиях он колеблется в пределах ( 18 – 90) – 10 – 5 1 / С. С увеличением температуры коэффициент теплового расширения возрастает, с ростом пластового давления – уменьшается.
 

Коэффициент линейного теплового расширения

α L = 1 L ( ∂ L ∂ T ) p ≈ Δ L L Δ T {\displaystyle \alpha _{L}={\frac {1}{L}}\left({\frac {\partial L}{\partial T}}\right)_{p}\approx {\Delta L \over {L\Delta T}}} , К −1 (°C−1) — относительное изменение линейных размеров тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении. В общем случае, коэффициент линейного теплового расширения может быть различен при измерении вдоль разных направлений. Например, у анизотропных кристаллов, древесины коэффициенты линейного расширения по трём взаимно перпендикулярным осям: α x ; α y ; α z {\displaystyle \alpha _{x};\alpha _{y};\alpha _{z}} . Для изотропных тел α x = α y = α z {\displaystyle \alpha _{x}=\alpha _{y}=\alpha _{z}} и α V = 3 α L {\displaystyle \alpha _{V}=3\alpha _{L}} .

Например, вода, в зависимости от температуры, имеет различный коэффициент объёмного расширения:

• 0,53⋅10−4 К-1 (при температуре 5—10 °C);
• 1,50⋅10−4 К-1 (при температуре 10—20 °C);
• 3,02⋅10−4 К-1 (при температуре 20—40 °C);
• 4,58⋅10−4 К-1 (при температуре 40—60 °C);
• 5,87⋅10−4 К-1 (при температуре 60—80 °C).

Для железа коэффициент линейного расширения равен 11,3×10−6 K−1.

Для сталей

Таблица значений коэффициента линейного расширения α, 10−6K−1

Марка стали	20—100 °C	20—200 °C	20—300 °C	20—400 °C	20—500 °C	20—600 °C	20—700 °C	20—800 °C	20—900 °C	20—1000 °C
08кп	12,5	13,4	14,0	14,5	14,9	15,1	15,3	14,7	12,7	13,8
08	12,5	13,4	14,0	14,5	14,9	15,1	15,3	14,7	12,7	13,8
10кп	12,4	13,2	13,9	14,5	14,9	15,1	15,3	14,7	14,8	12,6
10	11,6	12,6	—	13,0	—	14,6	—	—	—	—
15кп	12,4	13,2	13,9	14,5	14,8	15,1	15,3	14,1	13,2	13,3
15	12,4	13,2	13,9	14,4	14,8	15,1	15,3	14,1	13,2	13,3
20кп	12,3	13,1	13,8	14,3	14,8	15,1	20	—	—	—
20	11,1	12,1	12,7	13,4	13,9	14,5	14,8	—	—	—
25	12,2	13,0	13,7	14,4	14,7	15,0	15,2	12,7	12,4	13,4
30	12,1	12,9	13,6	14,2	14,7	15,0	15,2	—	—	—
35	11,1	11,9	13,0	13,4	14,0	14,4	15,0	—	—	—
40	12,4	12,6	14,5	13,3	13,9	14,6	15,3	—	—	—
45	11,9	12,7	13,4	13,7	14,3	14,9	15,2	—	—	—
50	11,2	12,0	12,9	13,3	13,7	13,9	14,5	13,4	—	—
55	11,0	11,8	12,6	13,4	14,0	14,5	14,8	12,5	13,5	14,4
60	11,1	11,9	—	13,5	14,6	—	—	—	—	—
15К	—	12,0	12,8	13,6	13,8	14,0	—	—	—	—
20К	—	12,0	12,8	13,6	13,8	14,2	—	—	—	—
22	12,6	12,9	13,3	13,9	—	—	—	—	—	—
А12	11,9	12,5	—	13,6	14,2	—	—	—	—	—
16ГС	11,1	12,1	12,9	13,5	13,9	14,1	—	—	—	—
20Х	11,3	11,6	12,5	13,2	13,7	—	—	—	—	—
30Х	12,4	13,0	13,4	13,8	14,2	14,6	14,8	12,0	12,8	13,8
35Х	11,3	12,0	12,9	13,7	14,2	14,6	—	—	—	—
38ХА	11,0	12,0	12,2	12,9	13,5	—	—	—	—	—
40Х	11,8	12,2	13,2	13,7	14,1	14,6	14,8	12,0	—	—
45Х	12,8	13,0	13,7	—	—	—	—	—	—	—
50Х	12,8	13,0	13,7	—	—	—	—	—	—	—

Что нужно знать при проведении расчетов

При установке отопительной системы, не всегда получается сэкономить полезную площадь, что так важно в малогабаритных помещениях. Но при этом можно узнать точный объем нужного устройства. При вычислениях  используется такая формула:

При вычислениях  используется такая формула:

Vb (объем бачка) = Vt(объем жидкости теплоносителя)*Kt ( коэффициент, учитывающий расширение под влиянием тепла)/F(коэффициент производительности мембранного бака)

Чтобы определить объем теплоносителя используются такие методы:

• засекается время пробного наполнения всей конструкции. Это можно сделать с помощью водомера;
• складываются все объемы присутствующих механизмов – труб, батарей и источников тепла;
• применяется соответствие 15 литров жидкости теплоносителя на каждый киловатт мощности оборудования.

Расчет объема на отдельном примере

Коэффициент, учитывающий тепловое расширение используемого теплоносителя, зависит от наличия антифризных добавок. Он меняется в зависимости от процентного соотношения данных добавок, а также может меняться под влиянием температуры. Есть специальные таблицы, где можно посмотреть данные из расчета нагревания теплоносителя. Такая информация внесена в калькулятор. Если используется вода, то это обязательно отображается в программе.

Незамерзающие жидкости в качестве теплоносителя особенно актуальны при необходимости отключать отопление в холодное время года.

Обязательно учитывается коэффициент эффективности мембранного расширительного бака. Его можно определить по такой формуле:

F= (Pm-Pb)/(P1+1)

При этом Pm обозначает максимальное давление, которое может привести к аварийному включению специального клапана безопасности. Это значение должно указываться в паспортных данных изделия.

На схеме показан вариант монтажа устройства

Pb – это давление для подкачки воздушной камеры устройства. Если конструкция уже была подкачана, то параметр указывается в технических характеристиках. Это величину можно менять самостоятельно. Например, производить докачку насосом для автомобиля или убирать лишний воздух при помощи вмонтированного ниппеля. Для автономных систем рекомендуемый показатель – 1-1,5 атмосфер.

Статья по теме:

Мембранные расширительные баки для систем отопления Wester

Общий вид фронт Общий вид сзади Вид сверху Вид снизу Все объемы Увеличить membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Общий вид сзади, увеличить membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Вид сверху, увеличить membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Вид снизу, увеличить membrannye-rasshiritel’nye-baki-dlja-otoplenija-wester-wrv_, Все объемы, увеличить

Производитель: Wester HeatingЕмкость: 8, 12, 24, 35, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000, 10 000 литровПреддавление в воздушной полости: 1,5 барМакс. давление: 5,0 барРабочая температура: -10°C…+100°C – Предназначены для компенсации температурных расширений теплоносителя в замкнутых системах отопления.  – Основные элементы бака – корпус из высококачественной стали, эластичная мембрана из каучука.  – Давление в воздушной полости для баков от 8 до 150 литров – 1,5 бара, от 200 до 10 000 литров – бара.  – Теплоноситель в системе отопления – вода с содержанием гликоля не выше 50%.  – Расширительные баки комплектуются сменной мембраной.  – Температурный режим работы – от -10 °С до +100 °С  – Срок службы – 100 000 циклов.  – Цвет корпуса – красный.

Характеристики и цены >>>

Наименование	Стоимостьс НДС, руб.	В наличиина складе
Мембранный бак для отопления Wester WRV8	991,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV8
Мембранный бак для отопления Wester WRV12	1 073,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV12
Мембранный бак для отопления Wester WRV18	1 173,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV18
Мембранный бак для отопления Wester WRV24	1 343,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV24
Мембранный бак для отопления Wester WRV35	2 199,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV35
Мембранный бак для отопления Wester WRV50	2 624,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV50
Мембранный бак для отопления Wester WRV80	3 832,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV80
Мембранный бак для отопления Wester WRV100	5 508,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV100
Мембранный бак для отопления Wester WRV150	8 325,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV150
Мембранный бак для отопления Wester WRV200 (top)	12 367,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV200 (top)
Мембранный бак для отопления Wester WRV300 (top)	15 114,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV300 (top)
Мембранный бак для отопления Wester WRV500 (top)	29 572,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV500 (top)
Мембранный бак для отопления Wester WRV750	67 580,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV750
Мембранный бак для отопления Wester WRV1000	90 664,00		Купить Мембранный бак для отопления Wester WRV1000

Как вычислить коэффициент

Чтобы вычислить коэффициент, применяют инженерную формулу.

Для определения деформации в сантиметрах, необходимо знать коэффициент изменения, длину трубопроката. Рабочая температура равна комнатному значению.

Первым делом определяют разницу температуры, далее умножают на показатель длины. Коэффициент умножают на получившуюся цифру.

Пример расчета:

Во время вычислений получился коэффициент равный двадцати миллиметрам. Значит, в сантиметрах изменение будет равно двум. Во время укладки сети этот показатель необходимо учитывать.

Как компенсировать получившиеся сантиметры:

1.укладывать сеть, применяя прямые углы. С одной стороны трубы, лучше сзади, оставляют зазор, чтобы было место для деформации. Как правило, трубы отклоняются, образуя острый угол.

2.в сеть монтируют компенсаторы в форме петли.

3.укладывают трубы в виде буквы П, стыкуя скользящую опору с недвижимой. Так понижается расширение.

Внимание! Зная способы компенсации, рассчитывают пространство и выбирают подходящий метод. https://www.youtube.com/embed/Csu-XlwPEJE

Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С

В таблице представлены следующие физические свойства воды: плотность воды ρ, удельная энтальпия h, удельная теплоемкость C_p, теплопроводность воды λ, температуропроводность воды а, вязкость динамическая μ, вязкость кинематическая ν, коэффициент объемного теплового расширения β, коэффициент поверхностного натяжения σ, число Прандтля Pr. Физические свойства воды приведены в таблице при нормальном атмосферном давлении в интервале от 0 до 100°С.

Физические свойства воды существенно зависят от ее температуры. Наиболее сильно эта зависимость выражена у таких свойств, как удельная энтальпия и динамическая вязкость. При нагревании значение энтальпии воды значительно увеличивается, а вязкость существенно снижается. Другие физические свойства воды, например, коэффициент поверхностного натяжения, число Прандтля и плотность уменьшаются при росте ее температуры. К примеру, плотность воды при нормальных условиях (20°С) имеет значение 998,2 кг/м 3 , а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м 3 .

Такое свойство воды, как теплопроводность (или правильнее — коэффициент теплопроводности) при нагревании имеет тенденцию к увеличению. Теплопроводность воды при температуре кипения 100°С достигает значения 0,683 Вт/(м·град). Температуропроводность H₂O также увеличивается при росте ее температуры.

Следует отметить нелинейное поведение кривой зависимости удельной теплоемкости этой жидкости от температуры. Ее значение снижается в интервале от 0 до 40°С, затем происходит постепенный рост теплоемкости до величины 4220 Дж/(кг·град) при 100°С.

t, °С →		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
ρ, кг/м 3	999,8	999,7	998,2	995,7	992,2	988	983,2	977,8	971,8	965,3	958,4
h, кДж/кг		42,04	83,91	125,7	167,5	209,3	251,1	293	335	377	419,1
Cp, Дж/(кг·град)	4217	4191	4183	4174	4174	4181	4182	4187	4195	4208	4220
λ, Вт/(м·град)	0,569	0,574	0,599	0,618	0,635	0,648	0,659	0,668	0,674	0,68	0,683
a·10 8 , м 2 /с	13,2	13,7	14,3	14,9	15,3	15,7	16	16,3	16,6	16,8	16,9
μ·10 6 , Па·с	1788	1306	1004	801,5	653,3	549,4	469,9	406,1	355,1	314,9	282,5
ν·10 6 , м 2 /с	1,789	1,306	1,006	0,805	0,659	0,556	0,478	0,415	0,365	0,326	0,295
β·10 4 , град -1	-0,63	0,7	1,82	3,21	3,87	4,49	5,11	5,7	6,32	6,95	7,52
σ·10 4 , Н/м	756,4	741,6	726,9	712,2	696,5	676,9	662,2	643,5	625,9	607,2	588,6
Pr	13,5	9,52	7,02	5,42	4,31	3,54	2,93	2,55	2,21	1,95	1,75

Примечание: Температуропроводность в таблице дана в степени 10 8 , вязкость в степени 10 6 и т. д. для других свойств. Размерность физических свойств воды выражена в единицах СИ.