Propriétés thermiques de l'eau - Densité, Capacité calorifique et Conductivité
Constantes thermodynamiques clés et valeurs de référence d'ingénierie pour l'eau, incluant le point d'ébullition, le point critique, la chaleur latente, la densité, la capacité calorifique, la conductivité, la viscosité et la dilatation thermique.
Vue d'ensemble
L'eau est un fluide de transfert de chaleur de base pour les calculs de CVC, de procédés, de puissance et de laboratoire. Cette page fusionne la vue d'ensemble originale de l'Engineering ToolBox sur les propriétés thermiques de l'eau avec les valeurs dépendant de la température pratiques couramment nécessaires pour les estimations d'ingénierie.
La page de référence originale est principalement un index des propriétés et un résumé des constantes. Les tableaux de température ci-dessous sont des valeurs d'ingénierie représentatives à environ 1 atm et doivent être utilisés comme données de référence pratiques ; pour les calculs à haute pression, à saturation ou dans la région critique, utilisez les pages de propriétés spécialisées liées ou les formulations IAPWS.
Constantes thermodynamiques clés
Propriété | Valeur | Condition ou unités équivalentes |
|---|---|---|
| Température d'ébullition | 99.974 degC = 211.953 degF | À 101.325 kPa |
| Module d'élasticité isostatique | 2.15 x 10^9 Pa | Équivalent à N/m2 |
| Température critique | 373.946 degC = 705.103 degF | Les phases liquide et vapeur deviennent indiscernables. |
| Pression critique | 217.7 atm = 220.6 bar = 22.06 MPa = 3200 psi | Pression au point critique |
| Densité critique | 0.322 g/cm3 = 0.62478 slug/ft3 = 20.1018 lbm/ft3 | Densité au point critique |
| Constante d'ionisation | pKw = 13.995 | À 25 degC |
| Chaleur latente de fusion | 334 kJ/kg = 144 Btu/lb | Changement de phase eau-glace |
| Chaleur latente d'évaporation | 40.657 kJ/mol = 2256 kJ/kg = 970 Btu/lb | À 100 degC |
| Densité maximale | 999.975 kg/m3 = 1.9403 slug/ft3 = 8.34519 lbm/US gal | À 4 degC |
| Température de fusion | 0 degC = 32 degF | À 101.325 kPa |
| Masse molaire | 18.01527 g/mol | H2O |
| pH | 6.9976 | À 25 degC |
| Chaleur spécifique, eau liquide | 4.187 kJ/(kg K) = 1.001 Btu/(lbm degF) | À 15 degC / 60 degF |
| Chaleur spécifique, glace | 2.108 kJ/(kg K) = 0.5035 Btu/(lbm degF) | Phase solide |
| Chaleur spécifique, vapeur d'eau | 1.996 kJ/(kg K) = 0.4767 Btu/(lbm degF) | Phase vapeur |
| Poids spécifique | 9.806 kN/m3 = 62.43 lbf/ft3 | À 4 degC |
| Dilatation thermique volumétrique | 4.2 x 10^-4 | De 4 degC à 100 degC; non linéaire avec la température |
| Pression du point triple | 0.00604 atm = 0.00612 bar = 611.657 Pa = 0.08871 psi | Les phases solide, liquide et vapeur coexistent |
| Température du point triple | 0.01 degC = 32.02 degF | Solide, liquide et vapeur coexistent |
Source: engineeringtoolbox.com
Propriétés dépendantes de la température
Température(degC) | Masse volumique(kg/m3) | Chaleur spécifique(kJ/(kg K)) | Conductivité thermique(W/(m K)) | Viscosité dynamique(mPa s) | Nombre de Prandtl |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 999.8 | 4.217 | 0.561 | 1.792 | 13.5 |
| 10 | 999.7 | 4.193 | 0.58 | 1.307 | 9.45 |
| 20 | 998.2 | 4.182 | 0.598 | 1.002 | 7.01 |
| 30 | 995.7 | 4.178 | 0.615 | 0.798 | 5.42 |
| 40 | 992.2 | 4.179 | 0.631 | 0.653 | 4.33 |
| 50 | 988.1 | 4.181 | 0.644 | 0.547 | 3.55 |
| 60 | 983.2 | 4.185 | 0.655 | 0.467 | 2.99 |
| 70 | 977.8 | 4.19 | 0.663 | 0.404 | 2.55 |
| 80 | 971.8 | 4.197 | 0.67 | 0.355 | 2.21 |
| 90 | 965.3 | 4.205 | 0.675 | 0.315 | 1.95 |
| 100 | 958.4 | 4.216 | 0.679 | 0.282 | 1.75 |
Source: engineeringtoolbox.com
Formules clés
Transfert de chaleur sensible
où est le débit de transfert de chaleur, est le débit massique, est la capacité calorifique spécifique, et est le changement de température.
Diffusivité thermique
où est la diffusivité thermique, est la conductivité thermique, est la densité, et est la capacité calorifique spécifique.
Coefficient d'expansion volumétrique
L'expansion de l'eau est non linéaire avec la température. Près de 4°C, l'eau atteint sa densité maximale, donc le signe et la magnitude de changent autour de ce point.
Calculateur de chaleur sensible
Transfert de chaleur sensible de l'eau
Tendances des propriétés
Tendances des propriétés de l'eau en fonction de la température
Pages de propriétés de l'eau associées
Utilisez des pages de propriétés dédiées lorsque la pression, la limite de phase ou une plage de température plus large est importante :
- Point d'ébullition de l'eau à des pressions plus élevées
- Densité de l'eau, poids spécifique et dilatation thermique
- Viscosité dynamique et cinématique de l'eau
- Enthalpie et entropie de l'eau
- Chaleur de vaporisation de l'eau
- Capacité calorifique spécifique de l'eau
- Diffusivité thermique de l'eau
- Pression de saturation de l'eau
- Gravité spécifique de l'eau en fonction de la température
Références
- Engineering ToolBox - Propriétés thermiques de l'eau
- IAPWS, Versions et directives pour les propriétés de l'eau et de la vapeur
- NIST Chemistry WebBook, Propriétés thermophysiques des systèmes fluides