Propriétés thermiques de l’eau — masse volumique, capacité thermique 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.
Aperçu
L'eau est un fluide de transfert thermique de référence pour les calculs en CVC, dans les procédés, la production d'énergie et les laboratoires. Cette page fusionne l'aperçu original des propriétés thermiques de l'eau du Engineering ToolBox avec les valeurs dépendantes de la température couramment nécessaires pour les estimations d'ingénierie.
La page de référence originale est principalement un index de propriétés et un résumé de 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 des calculs à haute pression, à saturation ou dans la région critique, veuillez utiliser 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(IT)/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 | Solide, liquide et vapeur coexistent |
| Température du point triple | 0.01 degC = 32.02 degF | Solide, liquide et vapeur coexistent |
Source: engineeringtoolbox.com
Propriétés dépendant 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 taux de transfert de chaleur, est le débit massique, est la capacité thermique 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 thermique spécifique.
Coefficient d'expansion volumétrique
L'expansion de l'eau est non linéaire avec la température. Près de 4 degC, l'eau atteint une 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 connexes sur les propriétés de l'eau
Utilisez les pages de propriétés dédiées lorsque la pression, la frontière de phase ou une plage de température plus large est importante :
- Point d'ébullition de l'eau à des pressions plus élevées
- Densité, poids spécifique et dilatation thermique de l'eau
- 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 et de la vapeur
- 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, Publications et Directives pour les Propriétés de l'Eau et de la Vapeur
- NIST Chemistry WebBook, Propriétés Thermophysiques des Systèmes Fluides