Рассмотрены физические свойства воды: плотность воды, теплопроводность, удельная теплоемкость, вязкость, число Прандтля и другие. Свойства представлены при различных температурах в виде таблиц.
Содержание:
- Плотность воды в зависимости от температуры
- Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С
- Теплофизические свойства воды на линии насыщения (100…370°С)
- Теплопроводность воды при нормальном атмосферном давлении
- Теплопроводность воды в зависимости от температуры и давления
Плотность воды в зависимости от температуры
Принято считать, что плотность воды равна 1000 кг/м3, 1000 г/л или 1 г/мл, но часто ли мы задумываемся при какой температуре получены эти данные?
Максимальная плотность воды достигается при температуре 3,8…4,2°С. В этих условиях точное значение плотности воды составляет 999,972 кг/м3. Такая температурная зависимость плотности характерна только для воды. Другие распространенные жидкости не имеют максимума плотности на этой кривой — их плотность равномерно снижается по мере роста температуры.
Вода существует как отдельная жидкость в диапазоне температуры от 0 до максимальной 374,12°С — это ее критическая температура, при которой исчезает граница раздела между жидкостью и водяным паром. Значения плотность воды при этих температурах можно узнать в таблице ниже. Данные о плотности воды представлены в размерности кг/м3 и г/мл.
В таблице приведены значения плотности воды в кг/м3 и в г/мл (г/см3), допускается интерполяция данных. Например, плотность воды при температуре 25°С можно определить, как среднее значение от величин ее плотности при 24 и 26°С. Таким образом, при температуре 25°С вода имеет плотность 997,1 кг/м3 или 0,9971 г/мл.
Значения в таблице относятся к пресной или дистиллированной воде. Если рассматривать, например, морскую или соленую воду, то ее плотность будет выше — плотность морской воды равна 1030 кг/м3. Плотность соленой воды и водных растворов солей можно узнать в этой таблице.
| t, °С | ρ, кг/м3 | ρ, г/мл | t, °С | ρ, кг/м3 | ρ, г/мл | t, °С | ρ, кг/м3 | ρ, г/мл |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 999,8 | 0,9998 | 62 | 982,1 | 0,9821 | 200 | 864,7 | 0,8647 |
| 0,1 | 999,8 | 0,9998 | 64 | 981,1 | 0,9811 | 210 | 852,8 | 0,8528 |
| 2 | 999,9 | 0,9999 | 66 | 980 | 0,98 | 220 | 840,3 | 0,8403 |
| 4 | 1000 | 1 | 68 | 978,9 | 0,9789 | 230 | 827,3 | 0,8273 |
| 6 | 999,9 | 0,9999 | 70 | 977,8 | 0,9778 | 240 | 813,6 | 0,8136 |
| 8 | 999,9 | 0,9999 | 72 | 976,6 | 0,9766 | 250 | 799,2 | 0,7992 |
| 10 | 999,7 | 0,9997 | 74 | 975,4 | 0,9754 | 260 | 783,9 | 0,7839 |
| 12 | 999,5 | 0,9995 | 76 | 974,2 | 0,9742 | 270 | 767,8 | 0,7678 |
| 14 | 999,2 | 0,9992 | 78 | 973 | 0,973 | 280 | 750,5 | 0,7505 |
| 16 | 999 | 0,999 | 80 | 971,8 | 0,9718 | 290 | 732,1 | 0,7321 |
| 18 | 998,6 | 0,9986 | 82 | 970,5 | 0,9705 | 300 | 712,2 | 0,7122 |
| 20 | 998,2 | 0,9982 | 84 | 969,3 | 0,9693 | 305 | 701,7 | 0,7017 |
| 22 | 997,8 | 0,9978 | 86 | 967,8 | 0,9678 | 310 | 690,6 | 0,6906 |
| 24 | 997,3 | 0,9973 | 88 | 966,6 | 0,9666 | 315 | 679,1 | 0,6791 |
| 26 | 996,8 | 0,9968 | 90 | 965,3 | 0,9653 | 320 | 666,9 | 0,6669 |
| 28 | 996,2 | 0,9962 | 92 | 963,9 | 0,9639 | 325 | 654,1 | 0,6541 |
| 30 | 995,7 | 0,9957 | 94 | 962,6 | 0,9626 | 330 | 640,5 | 0,6405 |
| 32 | 995 | 0,995 | 96 | 961,2 | 0,9612 | 335 | 625,9 | 0,6259 |
| 34 | 994,4 | 0,9944 | 98 | 959,8 | 0,9598 | 340 | 610,1 | 0,6101 |
| 36 | 993,7 | 0,9937 | 100 | 958,4 | 0,9584 | 345 | 593,2 | 0,5932 |
| 38 | 993 | 0,993 | 105 | 954,5 | 0,9545 | 350 | 574,5 | 0,5745 |
| 40 | 992,2 | 0,9922 | 110 | 950,7 | 0,9507 | 355 | 553,3 | 0,5533 |
| 42 | 991,4 | 0,9914 | 115 | 946,8 | 0,9468 | 360 | 528,3 | 0,5283 |
| 44 | 990,6 | 0,9906 | 120 | 942,9 | 0,9429 | 362 | 516,6 | 0,5166 |
| 46 | 989,8 | 0,9898 | 125 | 938,8 | 0,9388 | 364 | 503,5 | 0,5035 |
| 48 | 988,9 | 0,9889 | 130 | 934,6 | 0,9346 | 366 | 488,5 | 0,4885 |
| 50 | 988 | 0,988 | 140 | 925,8 | 0,9258 | 368 | 470,6 | 0,4706 |
| 52 | 987,1 | 0,9871 | 150 | 916,8 | 0,9168 | 370 | 448,4 | 0,4484 |
| 54 | 986,2 | 0,9862 | 160 | 907,3 | 0,9073 | 371 | 435,2 | 0,4352 |
| 56 | 985,2 | 0,9852 | 170 | 897,3 | 0,8973 | 372 | 418,1 | 0,4181 |
| 58 | 984,2 | 0,9842 | 180 | 886,9 | 0,8869 | 373 | 396,2 | 0,3962 |
| 60 | 983,2 | 0,9832 | 190 | 876 | 0,876 | 374,12 | 317,8 | 0,3178 |
Следует отметить, что при увеличении температуры воды (выше 4°С) ее плотность уменьшается. Например, по данным таблицы, плотность воды при температуре 20°С равна 998,2 кг/м3, а при ее нагревании до 90°С, величина плотности снижается до значения 965,3 кг/м3. Удельная масса воды при нормальных условиях значительно отличается от ее плотности при высоких температурах. Средняя плотность воды, находящейся при температуре 200…370°С намного меньше ее плотности в обычном температурном диапазоне от 0 до 100°С.
Смена агрегатного состояния воды приводит к существенному изменению ее плотности. Так, величина плотности льда при 0°С имеет значение 916…920 кг/м3, а плотность водяного пара составляет величину в сотые доли килограмма на кубический метр. Следует отметить, что значение плотности воды почти в 1000 раз больше плотности воздуха при нормальных условиях.
Кроме того, вы также можете ознакомиться с таблицей плотности веществ и материалов.
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 Cp, 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/м3, а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м3.
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 → | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ρ, кг/м3 | 999,8 | 999,7 | 998,2 | 995,7 | 992,2 | 988 | 983,2 | 977,8 | 971,8 | 965,3 | 958,4 |
| h, кДж/кг | 0 | 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·108, м2/с | 13,2 | 13,7 | 14,3 | 14,9 | 15,3 | 15,7 | 16 | 16,3 | 16,6 | 16,8 | 16,9 |
| μ·106, Па·с | 1788 | 1306 | 1004 | 801,5 | 653,3 | 549,4 | 469,9 | 406,1 | 355,1 | 314,9 | 282,5 |
| ν·106, м2/с | 1,789 | 1,306 | 1,006 | 0,805 | 0,659 | 0,556 | 0,478 | 0,415 | 0,365 | 0,326 | 0,295 |
| β·104, 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·104, 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 108 , вязкость в степени 106 и т. д. для других свойств. Размерность физических свойств воды выражена в единицах СИ.
Теплофизические свойства воды на линии насыщения (100…370°С)
В таблице представлены теплофизические свойства воды H2O на линии насыщения в зависимости от температуры (в диапазоне от 100 до 370°С). Каждому значению температуры, при которой вода находится в состоянии насыщения, соответствует давление ее насыщенного пара. При этих параметрах жидкость и ее пар находятся в состоянии насыщения или термодинамического равновесия.
В таблице даны следующие теплофизические свойства воды в состоянии насыщенной жидкости:
- давление насыщенного пара при указанной температуре p, Па;
- плотность воды ρ, кг/м3;
- удельная энтальпия воды h, кДж/кг;
- удельная (массовая) теплоемкость Cp, кДж/(кг·град);
- теплопроводность λ, Вт/(м·град);
- температуропроводность a, м2/с;
- вязкость динамическая μ, Па·с;
- вязкость кинематическая ν, м2/с;
- коэффициент теплового объемного расширения β, К-1;
- коэффициент поверхностного натяжения σ, Н/м;
- число Прандтля Pr.
Свойства воды на линии насыщения имеют зависимость от температуры. Ее влияние особенно сказывается на вязкости воды — динамическая вязкость H2O при повышении температуры значительно снижается. Если, при температуре 100°С значение этого свойства воды в состоянии насыщения равно 282,5·10-6 Па·с, то при температуре, равной, например 370°С, динамическая вязкость снижается до величины 56,9·10-6 Па·с.
Другие свойства воды такие, как плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность при росте ее температуры имеют тенденцию к снижению своих значений. Например, плотность воды уменьшается с 958,4 до 450,5 кг/м3 при нагревании со 100 до 370°С.
Теплопроводность воды в состоянии насыщения при увеличении температуры также снижается (в отличие от нормальных условий и температуре до 100°С, при которых имеет место ее рост в процессе нагрева). Снижение теплопроводности связано с увеличением как температуры, так и давления насыщенной жидкости.
Следует отметить, что удельная энтальпия воды в зависимости от температуры значительно увеличивается при нагревании, как до температуры кипения, так и выше.
Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.
Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град).
| t, °С | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| λ, Вт/(м·град) | 0,569 | 0,572 | 0,574 | 0,587 | 0,599 | 0,609 | 0,618 | 0,627 | 0,635 | 0,648 |
| t, °С | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
| λ, Вт/(м·град) | 0,654 | 0,659 | 0,664 | 0,668 | 0,671 | 0,674 | 0,677 | 0,68 | 0,682 | 0,683 |
Теплопроводность воды в зависимости от температуры и давления
В таблице приведены значения теплопроводности воды и водяного пара при температурах от 0 до 700°С и давлении от 1 до 500 атм.
Как известно, вода при атмосферном давлении закипает и переходит в пар при температуре 100°С. Коэффициент теплопроводности воды в этих условиях равен 0,683 Вт/(м·град). При увеличении давления растет и температура кипения воды (закон Клапейрона — Клаузиуса). По данным таблицы видно, при давлении в 100 раз выше атмосферного (100 бар) вода находится в виде пара при температуре от 310°С и имеет теплопроводность 0,523 Вт/(м·град).
Таким образом, следует отметить, что изменение давления влияет как на температуру кипения воды, так и на величину ее теплопроводности. Высокая теплопроводность воды достигается за счет роста давления — при повышении давления коэффициент теплопроводности воды увеличивается. Например, при давлении 1 бар и температуре 20°С вода имеет теплопроводность, равную 0,603 Вт/(м·град). При росте давления до 500 бар теплопроводность воды становится равной 0,64 Вт/(м·град) при этой же температуре.
Примечание: Черта под значениями в таблице означает фазовый переход воды в пар, то есть цифры под чертой относятся к пару, а выше ее — к воде. Теплопроводность в таблице указана в степени 103. Не забудьте разделить на 1000! Размерность теплопроводности воды в таблице Вт/(м·град).
Источники:
- Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.
- Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
- Чубик И.А., Маслов А.М. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. М.: «Пищевая промышленность», 1970 — 184 с.
- ГСССД 2-77 Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах от 0 до 100°С. М.: Издательство стандартов, 1978 — 6 с.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Плотность — это отношение массы тела к занимаемому этим телом объему.[1]
Метрической единицей плотности является кг/м3 или г/см3, то есть она показывает массу одного кубического метра или сантиметра вещества. Узнать плотность воды достаточно просто с помощью формулы плотность = масса/объем.
-
1
Соберите необходимые материалы. Для подсчета плотности воды потребуется мерный цилиндр, весы и вода. Мерный цилиндр — специальная емкость с насечками или метками, в которой можно измерить точный объем жидкости.
-
2
Взвесьте пустой мерный цилиндр. Чтобы узнать плотность, необходимо знать массу и объем той жидкости, которая вас интересует. С помощью мерного цилиндра можно будет узнать массу воды, но также потребуется вычесть массу самого цилиндра, чтобы использовать только массу налитой в него воды.
- Включите весы и убедитесь, что они установлены на нулевой отметке.
- Поместите на весы сухой и пустой мерный цилиндр.
- Запишите массу цилиндра в граммах.
- Предположим, что пустой мерный цилиндр весит 11 г.
-
3
Налейте воду в мерный цилиндр. Добавляйте любое количество воды, но не забудьте записать точное значение. Посмотрите на цилиндр на уровне глаз и запишите объем по нижнему уровню мениска. Мениск — это искривление поверхности жидкости, которое можно заметить при взгляде точно на уровне глаз.[2]
- Объем воды в мерном цилиндре будет использоваться для подсчета плотности.
- Предположим, что вы налили в мерный цилиндр 7,3 см3 воды (это то же самое, что 7,3 мл).
-
4
Взвесьте мерный цилиндр с водой. Убедитесь, что весы установлены на нулевой отметке, чтобы взвесить мерный цилиндр с водой. Следите за тем, чтобы не разлить воду из цилиндра, когда будете его взвешивать.
- Если вы все-таки разлили воду, то запишите новый объем и заново взвесьте цилиндр с водой.
- Предположим, что мерный цилиндр с водой весит 18,3 г.
-
5
Вычтите массу пустого мерного цилиндра из массы цилиндра с водой. Чтобы узнать массу самой воды, нужно вычесть массу мерного цилиндра. В результате останется одна только масса воды в цилиндре.
- В нашем примере масса мерного цилиндра составляет 11 г, а масса цилиндра с водой — 18,3 г. 18,3 г – 11 г = 7,3 г. Следовательно, масса воды составляет 7,3 г.
-
6
Подсчитайте плотность воды, разделив массу на объем. Воспользуйтесь формулой плотность = масса/объем, чтобы узнать плотность воды.[3]
Подставьте полученные значения массы и объема.- масса воды: 7,3 г;
- объем воды: 7,3 см3;
- плотность воды = 7,3/7,3 = 1 г/см3.
Реклама
-
1
Узнайте определение уравнения для подсчета плотности. Плотность будет равна массе тела m, разделенной на объем тела v. Плотность обозначается греческой буквой ρ (ро). Более плотное тело будет иметь большую массу при меньшем объеме по сравнению с другими телами меньшей плотности.
- Стандартная формула подсчета плотности: ρ = m/v.
-
2
Используйте правильные единицы для каждой переменной. При подсчете плотности используют метрические единицы. Масса тела выражается в граммах или килограммах. Объем тела — в кубических сантиметрах или метрах.
-
3
Поймите, зачем нужна плотность. Плотность тела можно использовать для идентификации различных материалов.[4]
Если требуется идентифицировать вещество, то можно подсчитать плотность и сравнить с известной плотностью разных материалов. -
4
Знайте, что есть факторы, которые могут влиять на плотность воды. Плотность воды практически равна 1 г/см3, но в некоторых научных дисциплинах следует знать максимально точное значение плотности воды. Плотность чистой воды меняется в зависимости от температуры.[5]
Чем ниже будет температура воды, тем выше плотность.- Например, при 0°C плотность воды составляет 0,9998 г/см3, но при 80°C — уже 0,9718 г/см3. Разница может показаться незначительной, но она бывает весомой для научных исследований и экспериментов.
Реклама
Предупреждения
- Будьте осторожны со стеклянным мерным цилиндром, чтобы не разбить его. Битое стекло острое, поэтому возникает риск порезаться.
Реклама
Что вам понадобится
- Вода
- Мерный цилиндр
- Весы
Об этой статье
Эту страницу просматривали 21 731 раз.
Была ли эта статья полезной?
Download Article
Download Article
Density is the amount of mass an object has per unit volume (amount of space that object occupies).[1]
The metric units of density are grams per milliliter (g/mL). Finding the density of water is relatively simple with the formula density = mass/volume.
-
1
Gather your materials. To calculate the density of water you will need a graduated cylinder, a scale or balance, and water. Graduated cylinders are special containers that have lines or gradations that allow you to measure a specific volume of liquid.[2]
-
2
Weigh the empty graduated cylinder. In order to find the density, you have to know the mass and volume of the liquid in question. You will use the graduated cylinder to obtain the mass of the water, but you have to subtract out the weight of the graduated cylinder so you know you’re only measuring the mass of the water itself.
- Turn the balance on and make sure it is set to zero.
- Place the dry, empty graduated cylinder on the balance.
- Record the mass of the cylinder in grams (g).
- For example, let’s say the empty graduated cylinder weighs 11 grams.
Advertisement
-
3
Fill the graduated cylinder with water. It doesn’t matter how much water you add, but be sure to note the exact amount. Read the volume by looking at the cylinder at eye level and recording the volume at the bottom of the meniscus. The meniscus is the curve of the liquid that you’ll see when you look at the water right at eye level.[3]
- The volume of water in the graduated cylinder is the volume you will use for the density calculation.
- Let’s say you filled the graduated cylinder with 7.3 milliliters (mL) of volume.
-
4
Weigh the water-filled graduated cylinder. Make sure the balance is set to zero and weigh the graduated cylinder full of water. Be careful not to spill any of the water out of the top when you weigh it.
- If you do spill the water, take note of the new volume and re-weigh the water-filled graduated cylinder.
- For example, let’s say the full graduated cylinder weighs 18.3 grams.
-
5
Subtract the weight of the empty cylinder from the full cylinder. To get the mass of the water only, you must subtract out the weight of the graduated cylinder. The result is the mass of the water in the cylinder.[4]
- In our example, the mass of the graduated cylinder is 11 g and the mass of the cylinder full of water is 18.3 g. 18.3 g – 11 g = 7.3 g, therefore the mass of the water is 7.3 grams.
-
6
Calculate the density by dividing the mass by the volume. Using the equation density = mass/volume, you can determine the density of water.[5]
Plug in the values of mass and volume you determined and solve.- Mass of the water: 7.3 g
- Volume of the water: 7.3 mL
- Density of water = 7.3/7.3 = 1 g/mL
Advertisement
-
1
Define the equation for density. Density is equal to the mass of an object, m, divided by the volume, v, of that object.[6]
Density is represented with the Greek letter rho, ρ. An object that is denser will have a greater mass for a smaller amount of volume compared to an object that is less dense.- The standard equation for density is ρ = m/v.
-
2
Use the proper units for each variable. When calculating density, it is customary to use metric units. The mass of an object is represented in grams. The volume of the object is in milliliters. You may also see volume in centimeters cubed (cm3).
-
3
Know why density is important. The density of an object can be used to identify different materials.[7]
If you are trying to identify a substance, you can calculate its density and then compare it to the known density of other materials. -
4
Understand factors that can influence the density of a water. Although the density of water is pretty close to 1 g/mL, certain disciplines of science need to know the density of water with a higher specificity. The density of pure water is altered by temperature.[8]
Water density increases as the temperature gets colder.- For example, at 0°C the density of water is 0.9998 g/mL, but at 80°C the density is 0.9718 g/mL. These differences may seem small, but are very important to be aware of in scientific experiments and research.
Advertisement
Add New Question
-
Question
How does ice have less density than water?
Near the freezing point, water actually expands as it cools, making it less dense.
-
Question
How I can find the density of marbles in water?
Find the volume of the marbles (by water displacement), weigh the marbles, and divide their weight by their volume.
-
Question
How can I control the density of water?
You can add different solvents to change the density. For example, dissolving salt will increase the density.
See more answers
Ask a Question
200 characters left
Include your email address to get a message when this question is answered.
Submit
Advertisement
Video
-
If you are using a glassware graduated cylinder, be careful not to break it. Glass is sharp when broken.
Advertisement
Things You’ll Need
- Water
- Graduated cylinder
- Balance or scale
References
About This Article
Article SummaryX
To find the density of water, weigh an empty graduated cylinder and record the mass of the cylinder in grams. Fill the graduated cylinder with water and record the exact amount at the bottom of the meniscus, or the curve formed by the surface of the water. Weigh the water-filled cylinder, then subtract the weight of the empty cylinder from the full cylinder. The result is the mass of the water in the cylinder. Divide the mass of the water by the volume, or the amount that was in the cylinder, to get the density. To learn about the factors that can affect the density of water, like its temperature, keep reading!
Did this summary help you?
Thanks to all authors for creating a page that has been read 314,329 times.
Reader Success Stories
-
“It helps me to gain my knowledge about density and gives me confidence in solving density problems. At first, I…” more
Did this article help you?
Физические свойства воды
Вода (обычная) – вещество, описываемое химической формулой H2O, самое распространенное соединение на земле, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода, растворитель минеральных солей.
Плотность воды при различной температуре
| Температура воды | Плотность воды |
| оС | кг/м3 |
| 0 | 999,9 |
| 5 | 1000 |
| 10 | 999,7 |
| 20 | 998,2 |
| 30 | 995,7 |
| 40 | 992,2 |
| 50 | 988,1 |
| 60 | 983,2 |
| 70 | 977,8 |
| 80 | 971,8 |
| 90 | 965,3 |
| 100 | 958,4 |
Динамическая и кинематическая вязкость воды при различной температуре
| Температура | Динамическая вязкость, μ | Кинематическая вязкость, ν |
| оС | (Н • c/м 2) • 103 – [сПуаз] | м2/с • 106 – [сСтокс] |
| 0 | 1,787 | 1,787 |
| 5 | 1,519 | 1,519 |
| 10 | 1,307 | 1,307 |
| 20 | 1,002 | 1,004 |
| 30 | 0,798 | 0,801 |
| 40 | 0,653 | 0,658 |
| 50 | 0,547 | 0,658 |
| 60 | 0,467 | 0,475 |
| 70 | 0,404 | 0,413 |
| 80 | 0,355 | 0,365 |
| 90 | 0,315 | 0,326 |
| 100 | 0,282 | 0,294 |
Основные физические свойства воды при различной температуре
| Температура | Плотность, ρ | Удельная теплоёмкость, Cp | Коэффициент температурного линейного расширения, α | Число Прандтля, Pr |
| оС | кг/м3 | кДж / (кг • К) | (1 / K) x 103 | – |
| 0 | 999,9 | 4,217 | -0,07 | 13,67 |
| 20 | 998,2 | 4,182 | 0,207 | 7,01 |
| 40 | 992,1 | 4,179 | 0,385 | 4,34 |
| 60 | 983,2 | 4,185 | 0,523 | 2,99 |
| 80 | 971,8 | 4,197 | 0,643 | 2,23 |
| 100 | 958,4 | 4,216 | 0,752 | 1,75 |
Температура кипения воды в зависимости от давления
1,013 бар
1,379 бар
2,068 бар
2,758 бар
3,585 бар
4,826 бар
6,205 бар
7,929 бар
10,34 бар
15,51 бар
Формулы физических свойств воды
При проведении инженерных расчетов удобнее использовать приближённые формулы для определения физических свойств воды⋆.
Плотность воды
⋆ [ кг/м3 ]
Теплоёмкость воды
⋆ [ Дж/(кг • К) ]
Теплопроводность воды
⋆ [ Вт/(м • K) ]
Динамическая вязкость воды
[ Па • c ]
Кинематическая вязкость воды
⋆ [ м2/с ]
Температуропроводность воды
⋆ [ м2/с ]
Число Прандтля воды
[ – ]
⋆ Приближённые формулы физических свойств воды получены авторами настоящего сайта.
Размерность величин: температура – К (Кельвин).
Приближённые формулы действительны в диапазоне температур воды от 283 К до 373 К.
Плотность пресной чистой воды неодинакова, она может изменяться, и зависит от разных условий. Ее показатели сильно отличаются от соленой или морской.
Значения и знания об этом используются в некоторых сферах деятельности человека. О том, какова плотность пресной воды, расскажем в статье.
Содержание
- Чему равна?
- Что влияет на показатель для питьевой H2O?
- Сравнение
- С морской
- С соленой
- Какая плотнее и почему?
- Заключение
Чему равна?
На плотность обычной воды влияет только температура.
Если брать во внимание температуру преобразования в твердое и газообразное состояние, то есть в лед и пар, то значения будут следующими:
- при 0˚С — 999,8 кг/м3 (0,998 г/см3);
- при 100˚С — 958,4 кг/м3 (0,958 г/см3).
Как видно, с повышением температуры значение медленно снижается, но несущественно.
Стоит учитывать, что эти значения получены в идеальных лабораторных условиях, на практике же они будут немного отличаться.
У чистой пресной воды есть необычная особенность, которая нехарактерна для поведения веществ при изменении условий.
При температуре от 0 до 4˚С и обычном атмосферном давлении 760 мм рт. ст ее плотность и вес растут и достигают 1000 кг на 1 куб м (1 г на 1 куб. см). Затем, с повышением температуры, начинают постепенно снижаться.
Кроме этого, на величину в сторону ее увеличения влияют:
- примеси, например, пыль, пузырьки растворенного газа, в данном случае воздуха,
- атмосферное давление.
Плотность обычной воды зависит также и от ее чистоты. Так, очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.
Сравнение
Пресная вода всегда будет менее плотной по сравнению с водами, содержащими соли и минеральные элементы. Возьмем для сравнения морскую и соленую.
С морской
Показатель для морской H2O при солености в 35% (среднее общее значение) составляет 1027,81 кг/м3. Но чем выше концентрация солей, тем она будет плотнее.
Обычно это значение, которое было установлено после измерений в разных частях земного шара, варьируется от 1025 до 1033 кг/м3. Соответственно, каждый кубический метр воды океанов будет весить на 27-33 кг больше, чем такой же объем пресной.
При этом наиболее плотной она будет не при положительных значениях температур — +4˚С, а при отрицательных – от -3 °С.
На плотность и количество солей в морской воде оказывает влияние:
- объем выпадающих виде дождей осадков,
- интенсивность испарений с их поверхности,
- температура, до которой нагреваются верхние слои,
- объем приточной речной воды,
- есть ли замерзание и таяние льдов.
С соленой
Плотность любой соленой воды зависит от концентрации в ней различных солей. Чем больше концентрация, тем она более плотная, т.е. будет уже не 999,8 кг/м3, а 1000 кг/м3 и более.
То же самое относится и к минеральной воде, в ней также есть соли, а значит, она будет плотнее, чем, например, дождевая, талая или дистиллированная.
Какая плотнее и почему?
Если сравнивать пресную и морскую воду, то последняя всегда будет плотнее из-за содержания солей. Если говорить о температуре, то чем холоднее вода, тем она плотнее, за исключением той, что нагрета от 0 до 4˚С.
Какая вода плотнее — соленая или пресная, видео-эксперимент:
Заключение
Плотность пресной воды непостоянна при нормальном давлении и зависит от температуры, но всегда меньше в сравнении с соленой. На нее также влияет степень чистоты, содержание включений и примесей, пузырьков воздуха и т. д.
