Изобарная теплоемкость воды: Удельная теплоемкость воды, газов, паров и различных веществ (Таблица)

Александров А., Григорьев Б. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара

• формат djvu
• размер 2.47 МБ
• добавлен
  07 января 2009 г.

М.: Издательство МЭИ, 1999. — 168 с.

Таблицы рассчитаны по уравнениям Международной ассоциации по
свойствам воды и водяного пара и рекомендованы гос. службой
стандартных справочных данных ГСССД Р-776-98.

Приведены таблицы значений удельного объема, энтальпии, энтропии,
изобарной теплоемкости, скорости звука, поверхностного натяжения,
динамической вязкости, теплопроводности и числа Прандтля для воды и
водяного пара, рассчитанных по уравнениям, рекомендованным
Международной ассоциацией по свойствам воды и водяного пара для
применения в промышленных расчетах.
Таблицы термодинамических свойств охватывают область параметров до
температуры 800 °С и давления 100 МПа (до 1000 °С при давлениях
ниже 10 МПа), включая состояния насыщения. Для этой же области
параметров даны и значения динамической вязкости. Предельная
температура области применения данных о теплопроводности в
зависимости от давления — от 800 до 500 °С.
Приведены все уравнения, использованные при составлении таблиц.
Справочник предназначен для работников проектных организаций,
инженерно-технического персонала тепловых электростанций и
промышленных энергетических установок, может служить также учебным
пособием для студентов высших и средних технических учебных
заведений.

Уравнения для теплофизических свойств воды и водяного пара
Термодинамические свойства
Динамическая вязкость
Теплопроводность
Коэффициент поверхностного натяжения

Описание таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара
Общая характеристика таблиц
Единицы измерения теплофизических величин, представленных в
таблицах

Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара
Таблица. Термодинамические свойства воды и водяного пара в
состоянии насыщения (по температуре)
Таблица. Термодинамические свойства воды и водяного пара в
состоянии насыщения (по давлению)
Таблица. Термодинамические свойства воды и перегретого пара
Таблица. Истинная массовая изобарная теплоемкость воды и водяного
пара
Таблица. Скорость звука в воде и водяном паре
Таблица. Поверхностное натяжение воды, изобарная теплоемкость,
теплопроводность, динамическая вязкость, число Прандтля для воды и
водяного пара в состоянии насыщения
Таблица. Динамическая вязкость воды и водяного пара
Таблица. Теплопроводность воды и водяного пара
Таблица. Число Прандтля для воды и водяного пара

Смотрите также

• формат djvu
• размер 1.73 МБ
• добавлен
  28 августа 2009 г.

М.: Энергоатомиздат, 1986. -144 с. Составлен в соответствии с программой курса «Основы тепломассообмена». В первой части каждой главы даны краткие теоретические пояснения и основные расчетные формулы, во второй части представлены задачи, снабженные ответами. В приложении содержатся справочные таблицы теплофизических свойств различных веществ, а также диаграммы и номограммы, облегчающие расчеты.

• формат djvu
• размер 7.24 МБ
• добавлен
  05 июля 2009 г.

Монография. Издательство стандартов, 1975 —546 с, ил В монографии проанализированы и обобщены экспериментальные данные о термодинамических свойствах двуокиси углерода состояния газа и жидкости и расчета таблиц термодинамических свойств по усредненному уравнению состояния Приведены таблицы термодинамических свойств воздуха в области температур и давлений 215—1300°К и 1—3000 бар, включая свойства на кривых насыщения и затвердевания. На линии криста…

• формат djvu
• размер 1.77 МБ
• добавлен
  04 июня 2009 г.

Учеб. пособие. — СПб.: СПбГАХПТ, 1998. — 146 с. В учебном пособии рассмотрены основные законы термодина­мики идеальных газов и смесей, свойства сухого воздуха, водяного пара, воды и льда. Состав и свойства влажного воздуха ограничены диапазоном температур и давлений, характерных для процессов комфортного кондиционирования воздуха. Приведены данные по влиянию кривизны поверхности раздела фаз на давление насыщения, радиуса капли — на температуру…

Справочник

• формат djvu
• размер 4.21 МБ
• добавлен
  28 сентября 2010 г.

М.: Машиностроение, 1967. – 160 с. В книге приведены данные о теплофизических свойствах воды, насыщенного и перегретого водяного пара в широкой области параметров состояния до 1000 ат и 1000 градусов Цельсия и диаграммы. Величины, приведенные в таблицах, получены на основании обработки наиболее достоверного экспериментального материала и полностью согласованы с Международными скелетными таблицами термодинамических свойств воды и водяного пара. Вс…

• формат gif
• размер 48.6 МБ
• добавлен
  08 мая 2010 г.

1969-162 стр. В справочнике приведены данные о термодинамических свойствах и коэффициентах переноса воды и водяного пара, согласующиеся с международными скелетными таблицами, принятыми на VI международной конференции по свойствам водяного пара в 1963 г. Таблицы термодинамических свойств при давлениях до 1000 бар и температурах до 800С, включая состояние насыщения. Таблицы коэффициента динамической вязкости при давлениях до 800 бар и температурах…

Справочник

• формат djvu
• размер 8. 83 МБ
• добавлен
  08 декабря 2011 г.

Под общ. ред. чл.-корр. АН СССР В. А. Григорьева, В. М. Зорина. Авторы: Аметистов Е.В., Григорьев В. А., Емцев Б.Т., Клименко А.В., Комендантов А.С., Круг Г.К., Кувалдин А. Б., Лабунцов Д.А., Морозкин В.П., Павлов Ю.М., Протопопов В.С., Созиев Р.И., Тоцкий В.Р., Чистяков В.С, Шпильрайн Э.Э., Ягов В.В. М.: Энергоатомиздат, 1982.— 512 с.: ил. Предлагаемый справочник входит в справочную серию «Теплоэнергетика и теплотехника» (первая книга этой сери…

• формат pdf
• размер 1.18 МБ
• добавлен
  17 ноября 2010 г.

Для студентов всех видов обучения кафедры ТЭС и родственных. Сборник технических задач с решениями, в нем представлены 24 задачи по 6 разделам курса лекций. Задачи содержат 36 рисунков и 17 таблиц. В ходе решения задач используются термодинамические таблицы и диаграммы: воды и водяного пара, хладонов, воздуха и других газов, а также таблицы газодинамических функций. Эти материалы не даны в приложении к сборнику. Технические задачи, предлагаемые в…

Справочник

• формат djvu
• размер 17.52 МБ
• добавлен
  02 октября 2011 г.

— М.: Энергия, 1980. — 424 с., ил. Книга содержит табличные данные о термодинамических свойствах и коэффициентах переноса воды и водяного пара. Книга снабжена h, s-диаграммой водяного пара. Предлагаемые таблицы являются наиболее полными и точными из всех выпускавшихся в СССР. Книга предназначена для инженеров и научных работников — теплотехников и теплоэнергетиков Она рекомендована Учебно-методическим управлением по высшему образованию для исполь. ..

• формат xls
• размер 1.28 МБ
• добавлен
  09 мая 2010 г.

Файл в формате .xls по известной температуре и давлению расчитывает плотность, удельный объем, энтальпию, энтропию, теплоемкость, теплопроводность, динамическую вязкость. Определяется агрегатное состояние воды. Для правильной работы необходимо, чтобы были включены макросы. Данные для расчета взяты из: Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара, 1975

• формат txt, doc, pdf
• размер 1.87 МБ
• добавлен
  26 декабря 2009 г.

Электронный справочник «Теплофизические свойства теплоносителей» Позволяет выполнять расчет теплофизических свойств (удельного объема, энтальпии, энтропии, теплоемкости, коэффициента теплопроводности и т. д. ) различных теплоносителей, в частности: воды и водяного пара (IAPWS-IF97 formulations), воздуха и дымовых газов (нормативный метод). Дополнительно справочник оснащается соответствующей DLL-библиотекой для работы с компилятором Builder C++ 6….

Моделирование термодинамических свойств природного газа, залегающего в пластах в условиях высоких температур и давлений — Прикладная наука

Природный газ в естественных условиях контактирует с краевой (подошвенной) и погребенной водой, поэтому он насыщен парами воды. При пластовых температурах, превосходящих 473,15 К, и средних давлениях содержание паров воды в газе становится очень большим, а при высоких давлениях значительно увеличивается растворимость газа в погребенной воде. Вследствие этого водяной пар, содержащийся в природном газе, может заметно изменять его объемные свойства, что необходимо учитывать при подсчете запасов и разработке глубокозалегающих газовых месторождений [1].

Для оценки запасов природного газа, залегающего в пластах в условиях высоких температур и давлений, а также выбора оптимального режима его добычи необходимо знание термодинамических свойств газа в зависимости не только от температуры и давления, но и от растворимости газа в воде и растворимости воды в газе (при высоких температурах).

В данной работе по экспериментальным данным о (p,r_м,T)_x=(p,V_м,T)_x-зависимостях модели природного газа (система метан – вода) по изотермам (523,15–653,15 К) [1–3] получено трехпараметрическое полиномиальное уравнение состояния в виде разложения фактора сжимаемости Z в ряды по степеням приведенной плотности ω=ρ/ρ_к, приведенной температуры τ=T/T_к и состава х:   , или   описывающее экспериментальные значения давления газовой фазы системы метан – вода со средней относительной погрешностью 0,9 %.

Коэффициенты уравнения (таблица 1) определены по экспериментальным р,ρ,Т,х – данным [1–3] усовершенствованным методом наименьших квадратов [4–6], предварительно согласовав функцию p(w,t)_x и ее производные   ,   на границах областей действия уравнения [5, 7, 8].

Расчет термодинамических свойств

Из-за большого объема материала ниже приведены результаты расчета для смеси состава 0,5 мольные доли, а зависимость термодинамических свойств от концентрации для плотности смеси 30 кг/м³. Характер изменений основных термодинамических свойств смеси всех исследованных составов идентичен.

Как видно из рис. 1, величина К_T смеси падает с ростом плотности. С ростом концентрации величина К_T слабо растет до концентрации 0,6 мол. доли воды, проходит минимум при значении 0,8 мол. доли воды и далее резко растет (рис. 2).

Характер зависимости α смеси от плотности и температуры аналогичен характеру зависимости К_T (рис. 3). Величина α практически не зависит от концентрации в пределах до х=0,8 мол. доли воды, а при больших концентрациях растет (рис. 4).

С ростом плотности величина β смеси растет для всех изотерм кроме Т=653,15 К (рис. 5). С ростом концентрации воды величина β практически не меняется (рис. 6).

Внутреннее давление

Общее давление p в реальной системе зависит от интенсивности теплового движения молекул p_к
(кинетическое давление) и межмолекулярного взаимодействия p_в
(внутреннее давление) [10, 11], т. е. 

Величина p_в смеси убывает с ростом плотности (рис. 7), но для температур Т>633,15 К сначала наблюдается рост и убывает с ростом плотности. С ростом концентрации воды характер поведения p_в смеси аналогичен величине β (рис. 8).

Величину внутреннего давления смеси p_в можно выразить через коэффициенты изотермической сжимаемости (2) и объемного термического расширения (4):

Основные термодинамические свойства смесей можно рассчитать, как изменение их относительно идеально-газового состояния при давлении 0,1 МПа в диапазоне исследованных температур.

Изохорная теплоемкость

Для расчета изохорной теплоемкости смесей [9]

необходимо знать ее значения в идеально-газовом состоянии . Для этого запишем выражение для изобарной теплоемкость смесей в идеально-газовом состоянии [12]:

где  и  – изобарные теплоемкости в идеально-газовом состоянии воды и метана соответственно, определяемые эмпирическим уравнением [12]

Значения коэффициентов уравнения (13) взяты из [12], приведены в таблице 3.

Следовательно, величина изохорной теплоемкости смесей в идеально-газовом состоянии равна:

Из уравнения (1) с учетом (11) и (14), получим выражение для расчета величины изохорной теплоемкости смесей:

Как видно из рис.9, C_v при всех температурах плавно растет с ростом плотности, а в зависимости от концентрации воды (рис. 10) имеет минимум в диапазоне х=0,6–0,8 мол. доли воды.

Изобарная теплоемкость

Характер зависимости изобарной теплоемкости смесей от температуры, плотности и состава, рассчитанной по выражению [9] 

иллюстрируют рис. 12 и 13.

Изобарная теплоемкость смеси в зависимости от плотности имеет поведение аналогично изохорной (рис. 11), а концентрационная зависимость аналогична изохорной теплоемкости (рис. 12).

Скорость звука

Данные о скорости распространения звука в смеси вместе с данными о ее плотности могут быть использованы для построения термодинамических энтропийных диаграмм, необходимых для расчета тепловых процессов, происходящих в экстракционных и энергетических установках. Зависимость скорости распространения звука в среде от плотности и температуры определяется выражением [9]:

Величина скорости звука w в смеси уменьшается с ростом плотности (рис. 13). Концентрационная зависимость w имеет максимумы при х=0,8 мол. доли воды, которые увеличиваются с ростом температуры (рис. 14).

Показатель адиабаты k смеси имеет аналогичную зависимость от плотности и температуры и от концентрации, как и скорость звука w (рис. 15, 16).

Энергия Гельмгольца

Выражение для расчета изменений энергии Гельмгольца чистого вещества относительно идеально-газового состояния [12]

применимо и для смеси постоянного состава (x=const). Энергия Гельмгольца смеси в идеально-газовом состоянии равна

В таблице 2 приведены взятые из работ [13, 14] значения энтальпии H₀ при температуре Т₀=100 К и энтропии S₀ при температуре Т₀=298 К для чистых веществ в идеально-газовом состоянии.

Из уравнения (1) с учетом (19)–(22) получаем выражение для расчета энергии Гельмгольца смеси постоянного состава (x=const) в зависимости от плотности и температуры:

Энергия Гельмгольца смеси метан–вода состава x=0,5 мол. доли уменьшается с ростом температуры и незначительно растет с ростом плотности (рис. 18). С ростом концентрации воды величина энергии Гельмгольца увеличивается независимо от температуры (рис. 19).

Энтропия

Изменение энтропии смеси постоянного состава относительно идеально-газового состояния можно рассчитать по выражению [12]

Энтропия смеси метан–вода состава x=0,5 мол. доли убывает с ростом плотности и возрастает с ростом температуры (рис. 19). Величина энтропии с ростом концентрации воды падает (рис. 20).

Энтальпия

На рис. 22 представлена зависимость энтальпии смеси вода–этанол состава x=0,5 мол. доли от плотности и температуры, рассчитанная по выражению [12]

Как видно, величина энтальпии смеси с ростом плотности слабо убывает, а для температур выше 643,15 К немного растет (рис. 21). Характер концентрационной зависимости энтальпии иллюстрирует рис. 22.

Внутренняя энергия

Выражение для внутренней энергии смеси постоянного состава имеет вид:

Подставляя в (27) значения энергии Гельмгольца (23) и энтропии (25), рассчитаны значения внутренней энергии смесей. Зависимость величины U от плотности, температуры и состава смеси представлена на рис. 23 и 24.

Характер поведения внутренней энергии аналогичен поведению энтальпии (рис. 21 и 22).

Энергия Гиббса

Зная зависимость энтальпии и энтропии смеси постоянного состава от плотности и температуры, можно рассчитать энергию Гиббса.

Зависимость энергии Гиббса от плотности, температуры и концентрации (рис. 25 и 26), аналогична зависимости энергия Гельмгольца (рис. 17 и 18).

Дифференциальный изотермический дроссельный эффект представляет собой уменьшение энтальпии смеси при медленном протекании ее под действием постоянного перепада давлений сквозь пористую перегородку без изменения температуры:

Величина изотермического дроссельного эффекта с ростом плотности смеси вначале убывает (для Т<613,15 К), и для Т>613,15 К плавно растет, имеет максимумы в зависимости от температуры и с ростом плотности убывает (рис. 27). Величина d^из от концентрации х=0,8 мол. доли практически не зависит, а далее уменьшается с ростом концентрации (рис. 28).

Дифференциальный адиабатный дроссельный эффект – это изменение температуры смеси при медленном протекании ее под действием постоянного перепада давлений сквозь пористую перегородку без теплообмена с внешней средой:

Адиабатический дроссельный эффект с ростом плотности и температуры убывает, имеет минимум при ρ~30 кг/м³ и далее плавно растет (рис. 29). Концентрационная зависимость d^ад имеет особенность в области х~0,9 мол. доли воды (рис. 30).

Статья «Моделирование термодинамических свойств природного газа, залегающего в пластах в условиях высоких температур и давлений» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№9, Сентябрь 2022)

Водяной пар — удельная теплоемкость в зависимости от температуры

Удельная теплоемкость (C) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус.

• Изобарическая удельная теплоемкость   (C _p ) используется для веществ в системе постоянного давления (ΔP = 0).
• I сохорическая удельная теплоемкость (C _v ) используется для веществ в постоянный объем , (= изоволюметрический или изометрический ) закрытая система.

Удельная теплоемкость — C _P и C _V — зависит от температуры. При расчете массового и объемного расхода вещества в нагретых или охлаждаемых системах с высокой точностью — удельная теплоемкость (= теплоемкость) должна быть скорректирована в соответствии со значениями в таблице ниже.

Удельная теплоемкость водяного пара — H ₂ O — в диапазоне температур 175 — 6000 K :

777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777009009н. —
(kJ/(kg K))

9008

0085

Водяной пары — H 2 O
— T — (K) 3 T — (K)
175	1.850
200	1.851
225	1.852
250	1.855
275	1.859
300	1.864
325	1.871
350	1.880
375	1.890
400	1.901
450	1,926
500	1,954
550	1,984
550	1,984
	1,984
	1,984
	1,984	0053	600	2.015
650	2.047
700	2.080
750	2. 113
800	2.147
850	2.182
900	2,217
950	2,252
1000	2,288
1050	2,323
1050	2,33399
1100	2.358
1150	2.392
1200	2.425
1250	2.458
1300	2.490
1350	2.521
1400	2,552
1500	2,609
1600	2.662
1700	2,662
1700	2,662
1700
1700
1700
1700
1700
0085	2. 711
1800	2.756
1900	2.798
2000	2.836
2100	2.872
2200	2.904
2300	2.934
2400	2,962
2500	2,987
2600	3,011
2600	3,011
2700	3.033
2800	3.053
2900	3.072
3000	3.090
3500	3.163
4000	3.217
4500	3.258
5000	3,292
5500	3,322
5000	0085	3,350

Приведенные выше значения относятся к недиссоциированным состояниям. При высоких температурах выше 1500 K диссоциация становится заметной, а давление является существенной переменной.

См. «Вода и тяжелая вода» — термодинамические свойства при стандартных условиях.

См. также другие свойства Вода при различной температуре и давлении : Константа, пК _w , нормальной и тяжелой воды, температуры плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях газожидкостного равновесия, давление насыщения, удельный вес, удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара при газожидкостном равновесии,
, а также Удельная теплоемкость Воздуха — при постоянном давлении и переменной температуре, Воздуха — при постоянной температуре и переменном давлении, Аммиак, Бутан, Углекислый газ, Угарный газ, Этан, Этанол, Этилен, Водород, Метан, Метанол, Азот , кислород и пропан.

термодинамика. В чем разница между удельной теплоемкостью воды в изобарических и изохорных условиях

спросил
2 года, 4 месяца назад

Изменено
3 месяца назад

Просмотрено
1к раз

$\begingroup$

Можно ли объяснить разницу удельной теплоемкости воды в изохорных и изобарических условиях с точки зрения внутренней энергии системы? Большинство видеороликов, которые я смотрел, основывают свое объяснение на терминах идеальных газов. Я предполагаю, что это как-то связано с тем фактом, что изохорные условия означают, что вся выделяемая тепловая энергия идет на внутреннюю энергию молекул. У меня также есть графики зависимости удельной теплоемкости от времени.

• термодинамика
• энергия
• вода

$\endgroup$

$\begingroup$

В общем то же самое, что и с идеальными газами. Это здесь не то, что является формальным ответом, потому что удельная теплоемкость обычно определяется энтальпией и внутренней энергией. Это скорее объяснение, почему есть разница.

Чтобы изменить объем $V$ при постоянном давлении, необходимо совершить некоторую работу $A$. В дифференциальном случае (очень маленькое изменение): $dA=pdV$.

Из сохранения энергии мы можем определить, что:
$$
dQ=dW+dA
$$
$Q$ — внутренняя энергия системы, dW — добавленная энергия, A — работа, совершаемая системой.

Таким образом, мы можем обозначить удельную теплоемкость как $dQ/dT$:

$$
c_p=\frac{dQ}{dT}=\frac{dW+pdV}{dT}
$$
и
$$
c_V=\frac{dQ}{dT}=\frac{dW+pdV}{dT}=\frac{dW+p\cdot0}{dT}=\frac{dW}{dT}
$$

Отсюда видно, что $c_p$ больше, чем $c_v$. Отношение между этими двумя зависит от уравнения состояния и может быть довольно безобразным для жидкостей. Но в целом, когда у нас есть изобарические условия, некоторая добавленная энергия преобразуется в работу, необходимую для изменения объема системы.

Если вы не знакомы с дифференциалами $d$, то это всего лишь очень маленькие изменения $\Delta$.

$\endgroup$

$\begingroup$

Удельная теплоемкость расходится в основном после 100 C, когда при 1 атмосфере вода меняет фазу и начинает вести себя как газ, поведение которого приближается к идеальному газу.

Основанное на первом законе объяснение внутренней энергии того, что удельная теплоемкость при постоянном давлении (изобарическая) $C_P$ больше, чем удельная теплоемкость при постоянном объеме (изохорная) $C_V$, заключается в том, что при подводе тепла при постоянном давлении вещество расширяется и работает. При добавлении на постоянной громкости это не работает.