Удельная теплоемкость воды H2O

Удельная теплоемкость воды H2OПриведены таблицы значений удельной теплоемкости воды H2O и водяного пара в зависимости от температуры и давления. В первой таблице дана удельная теплоемкость воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении и температуре от 0 до 100°С.

Во второй таблице значения теплоемкости указаны в интервале температуры от 0 до 800°С и давлении от 0,1 до 100 бар. Вода в этих условиях может находится в жидком или газообразном состоянии, поскольку с понижением давления и (или) с ростом температуры она переходит в пар.

Жидкая вода обладает значительной величиной массовой удельной теплоемкости, по сравнению с другими жидкостями. При атмосферном давлении и температуре до 100°С она находится в виде жидкости и ее теплоемкость изменяется в диапазоне от 4174 до 4220 Дж/(кг·град). При температуре 20 градусов Цельсия и нормальном атмосферном давлении удельная теплоемкость воды равна 4183 Дж/(кг·град). При температуре 100°С эта величина достигает значения 4220 Дж/(кг·град).

Изменение давления и температуры воды существенно влияет на ее удельную теплоемкость. Зависимость теплоемкости этой жидкости при атмосферном давлении от температуры не линейна. При нагревании воды до 30°С теплоемкость уменьшается, затем в интервале температуры 30…40°С значение этой величины остается практически постоянным (следует отметить, что в этом диапазоне температуры вода обладает наименьшей теплоемкостью). При температуре выше 40°С ее удельная теплоемкость увеличивается и достигает своего максимума при температуре кипения.

Удельная теплоемкость воды при атмосферном давлении
t, °С 0,1 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Cp, Дж/(кг·град) 4217 4191 4187 4183 4179 4174 4174 4174 4177 4181
t, °С 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Cp, Дж/(кг·град) 4182 4182 4185 4187 4191 4195 4202 4208 4214 4220

Если продолжить нагрев воды до перехода ее в пар, то тогда, при дальнейшем нагреве пара при атмосферном давлении, величина теплоемкости будет снижаться до некоторого предела, а затем снова начнет увеличиваться. Эта точка перегиба кривой теплоемкости определяется значениями соответствующих температуры и давления.

Как видно по данным в таблице, с повышением давления удельная теплоемкость воды уменьшается, но увеличивается также и температура кипения воды, например, при давлении в 100 бар (атмосфер) она находится в жидком состоянии даже при температуре 300°С. Удельная теплоемкость воды при этом составляет величину 5700 Дж/(кг·град). При продолжении нагрева воды, например до 320°С, она переходит в пар, который имеет большую теплоемкость.

Однако, при низких давлениях, вода начинает кипеть и переходит в пар при температурах гораздо ниже 100°С. Например, по данным таблицы, при давлении 0,1 бар и температуре 50°С, вода уже находится в виде водяного пара и его теплоемкость при этих условиях составляет величину, равную 1929 Дж/(кг·град).

Таблица значений удельной теплоемкости воды и водяного пара
t, °С / P, бар 0,1 1 10 20 40 60 80 100
0 4218 4217 4212 4207 4196 4186 4176 4165
50 1929 4181 4179 4176 4172 4167 4163 4158
100 1910 2038 4214 4211 4207 4202 4198 4194
120 1913 2007 4243 4240 4235 4230 4226 4221
140 1918 1984 4283 4280 4275 4269 4263 4258
160 1926 1977 4337 4334 4327 4320 4313 4307
180 1933 1974 2613 4403 4395 4386 4378 4370
200 1944 1975 2433 4494 4483 4472 4461 4450
220 1954 1979 2316 2939 4601 4586 4571 4557
240 1964 1985 2242 2674 4763 4741 4720 4700
260 1976 1993 2194 2505 3582 4964 4932 4902
280 1987 2001 2163 2395 3116 4514 5250 5200
300 1999 2010 2141 2321 2834 3679 5310 5700
320 2011 2021 2126 2268 2649 3217 4118 5790
340 2024 2032 2122 2239 2536 2943 3526 4412
350 2030 2038 2125 2235 2504 2861 3350 4043
360 2037 2044 2127 2231 2478 2793 3216 3769
365 2040 2048 2128 2227 2462 2759 3134 3655
370 2043 2050 2128 2222 2446 2725 3072 3546
375 2046 2053 2127 2218 2428 2690 3018 3446
380 2049 2056 2127 2212 2412 2657 2964 3356
385 2052 2059 2126 2207 2396 2627 2913 3274
390 2056 2061 2125 2202 2381 2600 2867 3201
395 2059 2065 2125 2200 2369 2575 2826 3137
400 2062 2068 2126 2197 2358 2553 2789 3078
405 2066 2071 2127 2195 2349 2534 2756 3025
410 2069 2074 2128 2193 2340 2517 2727 2979
415 2072 2077 2129 2192 2334 2501 2700 2936
420 2076 2080 2131 2192 2327 2487 2675 2898
425 2079 2083 2132 2190 2321 2474 2653 2863
430 2082 2086 2134 2190 2316 2462 2632 2830
440 2089 2093 2138 2190 2307 2441 2596 2773
450 2095 2099 2141 2191 2300 2424 2565 2726
460 2102 2106 2146 2192 2294 2409 2538 2684
480 2116 2119 2154 2196 2286 2385 2496 2618
500 2129 2132 2164 2201 2281 2368 2464 2569
520 2142 2146 2175 2208 2280 2357 2441 2531
540 2156 2159 2185 2216 2280 2349 2423 2502
560 2170 2173 2197 2226 2285 2349 2416 2487
580 2184 2187 2208 2233 2285 2342 2401 2465
600 2198 2200 2219 2240 2287 2336 2389 2445
620 2212 2213 2230 2250 2291 2334 2381 2431
640 2226 2227 2243 2260 2298 2337 2379 2423
660 2240 2241 2256 2272 2307 2343 2381 2421
680 2254 2255 2270 2286 2317 2352 2388 2424
700 2268 2270 2283 2299 2330 2362 2398 2429
800 2339 2341 2352 2364 2389 2414 2440 2465

Примечание: В таблице синим цветом показаны значения удельной массовой теплоемкости воды в жидком состоянии, а черным – значения теплоемкости водяного пара.

Источники:

  1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
  2. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей
Читайте также

Комментарии

  • 11.11.2016 в 13:37

    При какой температуре будет удельная теплоемкость воды 4200 дж кг?

    Ответить
    • 11.11.2016 в 15:06

      При атмосферном давлении получается два значения температуры: около 5-ти и 85-ти градусов Цельсия.

      Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подписаться, не комментируяВсе комментарии модерируются. Спам будет удален!