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Thermische Eigenschaften von Wasser - Dichte, Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit

Wichtige thermodynamische Konstanten und ingenieurtechnische Referenzwerte für Wasser, einschließlich Siedepunkt, kritischer Punkt, latente Wärme, Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Viskosität und thermische Ausdehnung.

waterthermalpropertiesRechnerDatentabelle

Überblick

Wasser ist ein grundlegender Wärmeübertragungsfluid für Klima-, Prozess-, Energie- und Laborberechnungen. Diese Seite vereint die ursprüngliche Engineering-ToolBox-Übersicht der thermischen Eigenschaften von Wasser mit den praktischen, temperaturabhängigen Werten, die für ingenieurtechnische Schätzungen häufig benötigt werden.

Die ursprüngliche Referenzseite ist primär ein Eigenschaftsindex und eine Zusammenfassung der Konstanten. Die untenstehenden Temperaturtabellen repräsentieren ingenieurtechnische Werte bei ungefähr 1 atm und sollten als bequeme Referenzdaten verwendet werden; für Berechnungen bei hohem Druck, im Sättigungsbereich oder nahe dem kritischen Punkt verwenden Sie bitte die verlinkten Spezialseiten zu den Stoffeigenschaften oder die IAPWS-Formulierungen.

Wichtige thermodynamische Konstanten

19 Zeilen
Thermodynamische Konstanten für Wasser, erhalten von der Originalreferenzseite
Eigenschaft
Wert
Bedingung oder äquivalente Einheiten
Siedetemperatur99.974 degC = 211.953 degFBei 101.325 kPa
Kompressionsmodul2.15 x 10^9 PaEntspricht N/m2
Kritische Temperatur373.946 degC = 705.103 degFFlüssig- und Dampfphasen werden ununterscheidbar
Kritischer Druck217.7 atm = 220.6 bar = 22.06 MPa = 3200 psiDruck am kritischen Punkt
Kritische Dichte0.322 g/cm3 = 0.62478 slug/ft3 = 20.1018 lbm/ft3Dichte am kritischen Punkt
IonisationskonstantepKw = 13.995Bei 25 degC
Schmelzwärme334 kJ/kg = 144 Btu/lbPhasenwechsel Eis-Wasser
Verdampfungswärme40.657 kJ/mol = 2256 kJ/kg = 970 Btu/lbBei 100 degC
Maximale Dichte999.975 kg/m3 = 1.9403 slug/ft3 = 8.34519 lbm/US galBei 4 degC
Schmelztemperatur0 degC = 32 degFBei 101.325 kPa
Molare Masse18.01527 g/molH2O
pH6.9976Bei 25 degC
Spezifische Wärme, flüssiges Wasser4.187 kJ/(kg K) = 1.001 Btu/(lbm degF)Bei 15 degC / 60 degF
Spezifische Wärme, Eis2.108 kJ/(kg K) = 0.5035 Btu/(lbm degF)Feste Phase
Spezifische Wärme, Wasserdampf1.996 kJ/(kg K) = 0.4767 Btu/(lbm degF)Dampfphase
Spezifisches Gewicht9.806 kN/m3 = 62.43 lbf/ft3Bei 4 degC
Volumetrische Wärmeausdehnung4.2 x 10^-4Von 4 degC bis 100 degC; nichtlinear mit der Temperatur
Druck am Tripelpunkt0.00604 atm = 0.00612 bar = 611.657 Pa = 0.08871 psiFest, flüssig und gasförmig koexistieren
Temperatur am Tripelpunkt0.01 degC = 32.02 degFFest, flüssig und gasförmig koexistieren

Quelle: engineeringtoolbox.com

Temperaturabhängige Eigenschaften

11 Zeilen
Repräsentative technische Eigenschaften von flüssigem Wasser nahe Atmosphärendruck
Temperatur(degC)
Dichte(kg/m3)
Spezifische Wärme(kJ/(kg K))
Wärmeleitfähigkeit(W/(m K))
Dynamische Viskosität(mPa s)
Prandtl-Zahl
0999.84.2170.5611.79213.5
10999.74.1930.581.3079.45
20998.24.1820.5981.0027.01
30995.74.1780.6150.7985.42
40992.24.1790.6310.6534.33
50988.14.1810.6440.5473.55
60983.24.1850.6550.4672.99
70977.84.190.6630.4042.55
80971.84.1970.670.3552.21
90965.34.2050.6750.3151.95
100958.44.2160.6790.2821.75

Quelle: engineeringtoolbox.com

Wichtige Formeln

Fühlbare Wärmeübertragung

Q=m˙cpΔTQ = \dot{m} c_p \Delta T

wobei QQ die Wärmeübertragungsrate ist, m˙\dot{m} die Massenstromrate, cpc_p die spezifische Wärmekapazität und ΔT\Delta T die Temperaturänderung.

Thermische Diffusivität

α=kρcp\alpha = \frac{k}{\rho c_p}

wobei α\alpha die thermische Diffusivität ist, kk die Wärmeleitfähigkeit, ρ\rho die Dichte und cpc_p die spezifische Wärmekapazität.

Volumenausdehnungskoeffizient

β=−1ρ(∂ρ∂T)p\beta = -\frac{1}{\rho}\left(\frac{\partial \rho}{\partial T}\right)_p

Die Wasserexpansion ist nichtlinear mit der Temperatur. Nahe 4 °C erreicht Wasser maximale Dichte, daher ändern sich Vorzeichen und Betrag von β\beta um diesen Punkt.

Sensible-Wärme-Rechner

Fühlbare Wärmeübertragung von Wasser

Eigenschaftstrends

Trends der Wassereigenschaften gegenüber der Temperatur

Verwandte Wasser-Eigenschaftsseiten

Verwenden Sie spezielle Eigenschaftsseiten, wenn Druck, Phasengrenze oder ein breiterer Temperaturbereich wichtig ist:

Referenzen

Quelle: engineeringtoolbox.com