Удельная теплоёмкость воды
Термодинамические справочные данные об удельной теплоёмкости воды в зависимости от температуры.
Обзор
Вода имеет одну из самых высоких удельных теплоёмкостей среди обычных веществ, что делает её отличным теплоносителем и средой для теплового аккумулирования. Изобарная удельная теплоёмкость (Cp) наиболее часто используется в открытых или изобарных системах, таких как отопление зданий, в то время как изохорная удельная теплоёмкость (Cv) применяется в закрытых системах постоянного объёма.
Приведённые ниже значения даны при давлении насыщения, что фактически соответствует атмосферному давлению для температур ниже 100 °C.
Исходный текст источника и основа калькулятора
Источник описывает удельную теплоёмкость как количество теплоты, необходимое для изменения температуры единичной массы на один градус. Для воды он представляет как изохорную удельную теплоёмкость, так и изобарную удельную теплоёмкость, с значениями, табулированными по температуре в единицах СИ и имперских единицах. Ниже приведённые восстановленные таблицы сохраняют исходные данные в градусах Цельсия и Фаренгейта, включая диапазон высоких температур насыщенной жидкости.
Калькулятор «Теплота, необходимая для нагрева воды», непосредственно получен из исходной зависимости теплоёмкости:
heat = mass * specific heat * temperature change
Это интерактивная форма того же инженерного использования, что и исходный калькулятор и восстановленные таблицы удельной теплоёмкости.
Ключевые формулы
Поглощённая или выделенная теплота:
Q = m * Cp * ΔT
Изменение температуры при известном тепловом входе:
ΔT = Q / (m * Cp)
Переменные
| Символ | Значение | Typical SI Unit |
|---|---|---|
| Q | Heat transferred | J or kJ |
| m | Mass of water | kg |
| Cp | Isobaric specific heat capacity | kJ/(kg·K) |
| Cv | Isochoric specific heat capacity | kJ/(kg·K) |
| ΔT | Temperature change | K or °C |
Изобарная удельная теплоёмкость (Cp) — жидкая вода
Cp воды достигает минимума вблизи 35–40 °C и возрастает по обе стороны. Это поведение важно при проектировании теплообменников и котлов.
Температура (°C) | Cp (kJ/(kg·K)) | Cp (kcal/(kg·K)) |
|---|---|---|
| 0 | 4.2199 | 1.0079 |
| 10 | 4.1955 | 1.0021 |
| 20 | 4.1844 | 0.9994 |
| 30 | 4.1801 | 0.9984 |
| 40 | 4.1796 | 0.9983 |
| 50 | 4.1815 | 0.9987 |
| 60 | 4.1851 | 0.9996 |
| 70 | 4.1902 | 1.0008 |
| 80 | 4.1969 | 1.0024 |
| 100 | 4.2157 | 1.0069 |
| 120 | 4.2435 | 1.0135 |
| 140 | 4.2826 | 1.0229 |
| 160 | 4.3354 | 1.0355 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Изохорная удельная теплоёмкость (Cv) — жидкая вода
Температура (°C) | Cv (kJ/(kg·K)) | Cv (J/(mol·K)) |
|---|---|---|
| 0 | 4.2174 | 75.981 |
| 10 | 4.191 | 75.505 |
| 20 | 4.157 | 74.893 |
| 30 | 4.1175 | 74.181 |
| 40 | 4.0737 | 73.392 |
| 50 | 4.0264 | 72.54 |
| 60 | 3.9767 | 71.644 |
| 80 | 3.8729 | 69.774 |
| 100 | 3.7682 | 67.888 |
| 120 | 3.6662 | 66.05 |
| 140 | 3.5694 | 64.306 |
| 160 | 3.4788 | 62.674 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Cp в зависимости от температуры
Изобарная удельная теплоёмкость воды в зависимости от температуры
Удельная теплоёмкость воды в зависимости от температуры - Фаренгейт
Калькулятор
Теплота, необходимая для нагрева воды
Онлайн-калькулятор удельной теплоёмкости воды
Оригинальный источник включал онлайн-калькулятор удельной теплоёмкости воды. Эта мигрированная версия возвращает Cp и Cv для жидкой воды путём интерполяции по восстановленной таблице источника. Для быстрой интерактивной аппроксимации введите температуру в градусах Цельсия и используйте квадратичные подгонки ниже для нормального жидкого диапазона; подробные табличные значения остаются доступными в восстановленных таблицах источников.
Онлайн-калькулятор удельной теплоёмкости воды
Конвертер единиц
Конвертер единиц удельной теплоёмкости
Восстановленные таблицы оригинального источника
Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.
Вода - Удельная теплоёмкость в зависимости от температуры
°C (°C) | J/(mol K) (J/(mol K)) | kJ/kgK (kJ/kgK) | kWh/(kg K) (kWh/(kg K)) | kcal/(kg K)) (Btu(IT)/lbm °F (kcal/(kg K)) (Btu(IT)/lbm °F) | J/(mol K) (J/(mol K)) | kJ/kgK (kJ/kgK) | kWh/(kg K) (kWh/(kg K)) | kcal/(kg K)) (Btu(IT)/lbm °F (kcal/(kg K)) (Btu(IT)/lbm °F) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.01 | 75.981 | 4.2174 | 0.001172 | 1.0073 | 76.026 | 4.2199 | 0.001172 | 1.0079 |
| 10 | 75.505 | 4.191 | 0.001164 | 1.001 | 75.586 | 4.1955 | 0.001165 | 1.0021 |
| 20 | 74.893 | 4.157 | 0.001155 | 0.9929 | 75.386 | 4.1844 | 0.001162 | 0.9994 |
| 25 | 74.548 | 4.1379 | 0.001149 | 0.9883 | 75.336 | 4.1816 | 0.001162 | 0.9988 |
| 30 | 74.181 | 4.1175 | 0.001144 | 0.9834 | 75.309 | 4.1801 | 0.001161 | 0.9984 |
| 40 | 73.392 | 4.0737 | 0.001132 | 0.973 | 75.3 | 4.1796 | 0.001161 | 0.9983 |
| 50 | 72.54 | 4.0264 | 0.001118 | 0.9617 | 75.334 | 4.1815 | 0.001162 | 0.9987 |
| 60 | 71.644 | 3.9767 | 0.001105 | 0.9498 | 75.399 | 4.1851 | 0.001163 | 0.9996 |
| 70 | 70.716 | 3.9252 | 0.00109 | 0.9375 | 75.491 | 4.1902 | 0.001164 | 1.0008 |
| 80 | 69.774 | 3.8729 | 0.001076 | 0.925 | 75.611 | 4.1969 | 0.001166 | 1.0024 |
| 90 | 68.828 | 3.8204 | 0.001061 | 0.9125 | 75.763 | 4.2053 | 0.001168 | 1.0044 |
| 100 | 67.888 | 3.7682 | 0.001047 | 0.9 | 75.95 | 4.2157 | 0.001171 | 1.0069 |
| 110 | 66.96 | 3.7167 | 0.001032 | 0.8877 | 76.177 | 4.2283 | 0.001175 | 1.0099 |
| 120 | 66.05 | 3.6662 | 0.001018 | 0.8757 | 76.451 | 4.2435 | 0.001179 | 1.0135 |
| 140 | 64.306 | 3.5694 | 0.000992 | 0.8525 | 77.155 | 4.2826 | 0.00119 | 1.0229 |
| 160 | 62.674 | 3.4788 | 0.000966 | 0.8309 | 78.107 | 4.3354 | 0.001204 | 1.0355 |
| 180 | 61.163 | 3.3949 | 0.000943 | 0.8109 | 79.36 | 4.405 | 0.001224 | 1.0521 |
| 200 | 59.775 | 3.3179 | 0.000922 | 0.7925 | 80.996 | 4.4958 | 0.001249 | 1.0738 |
| 220 | 58.514 | 3.2479 | 0.000902 | 0.7757 | 83.137 | 4.6146 | 0.001282 | 1.1022 |
| 240 | 57.381 | 3.185 | 0.000885 | 0.7607 | 85.971 | 4.7719 | 0.001326 | 1.1397 |
| 260 | 56.392 | 3.1301 | 0.000869 | 0.7476 | 89.821 | 4.9856 | 0.001385 | 1.1908 |
| 280 | 55.578 | 3.0849 | 0.000857 | 0.7368 | 95.285 | 5.2889 | 0.001469 | 1.2632 |
| 300 | 55.003 | 3.053 | 0.000848 | 0.7292 | 103.6 | 5.7504 | 0.001597 | 1.3735 |
| 320 | 54.819 | 3.0428 | 0.000845 | 0.7268 | 117.78 | 6.5373 | 0.001816 | 1.5614 |
| 340 | 55.455 | 3.0781 | 0.000855 | 0.7352 | 147.88 | 8.208 | 0.00228 | 1.9604 |
| 360 | 59.402 | 3.2972 | 0.000916 | 0.7875 | 270.31 | 15.004 | 0.004168 | 3.5836 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Вода - Удельная теплоёмкость в зависимости от температуры
°F (°F) | Btu(IT)/(mol °R) (Btu(IT)/(mol °R)) | Btu(IT)/(lbm °F)) (kcal/(kg K) (Btu(IT)/(lbm °F)) (kcal/(kg K)) | kJ/kgK (kJ/kgK) | Btu(IT)/kmol °R (Btu(IT)/kmol °R) | Btu(IT)/lbm °F) (kcal/kg K (Btu(IT)/lbm °F) (kcal/kg K) | kJ/kg K (kJ/kg K) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 32.2 | 40 | 1.007 | 4.217 | 40.032 | 1.008 | 4.22 |
| 40 | 39.9 | 1.005 | 4.208 | 39.916 | 1.005 | 4.208 |
| 50 | 39.8 | 1.001 | 4.191 | 39.801 | 1.002 | 4.196 |
| 60 | 39.6 | 0.996 | 4.169 | 39.739 | 1.001 | 4.189 |
| 80 | 39.2 | 0.986 | 4.128 | 39.66 | 0.999 | 4.181 |
| 100 | 38.7 | 0.975 | 4.082 | 39.643 | 0.998 | 4.179 |
| 120 | 38.3 | 0.963 | 4.033 | 39.662 | 0.999 | 4.181 |
| 140 | 37.7 | 0.95 | 3.977 | 39.702 | 1 | 4.185 |
| 160 | 37.2 | 0.937 | 3.923 | 39.761 | 1.001 | 4.191 |
| 180 | 36.7 | 0.923 | 3.865 | 39.835 | 1.003 | 4.199 |
| 200 | 36.1 | 0.909 | 3.805 | 39.927 | 1.005 | 4.209 |
| 212 | 35.7 | 0.9 | 3.768 | 39.993 | 1.007 | 4.216 |
| 220 | 35.5 | 0.895 | 3.745 | 40.042 | 1.008 | 4.221 |
| 240 | 35 | 0.88 | 3.686 | 40.186 | 1.012 | 4.236 |
| 260 | 34.4 | 0.867 | 3.629 | 40.364 | 1.016 | 4.255 |
| 280 | 33.9 | 0.854 | 3.574 | 40.58 | 1.022 | 4.278 |
| 300 | 33.4 | 0.841 | 3.522 | 40.838 | 1.028 | 4.305 |
| 350 | 32.3 | 0.813 | 3.404 | 41.685 | 1.05 | 4.394 |
| 400 | 31.3 | 0.789 | 3.302 | 42.902 | 1.08 | 4.522 |
| 450 | 30.4 | 0.767 | 3.209 | 44.009 | 1.108 | 4.639 |
| 500 | 29.7 | 0.748 | 3.13 | 47.296 | 1.191 | 4.986 |
| 550 | 28.8 | 0.725 | 3.035 | 51.318 | 1.292 | 5.41 |
| 600 | 28.3 | 0.713 | 2.987 | 59.69 | 1.503 | 6.292 |
| 625 | 28.4 | 0.716 | 2.997 | 66.611 | 1.677 | 7.022 |
| 650 | 28.9 | 0.728 | 3.047 | 82.851 | 2.086 | 8.734 |
| 675 | 29.9 | 0.754 | 3.156 | 126.67 | 3.189 | 13.353 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Оригинальные изображения источника
Следующие оригинальные изображения источника сохранены, чтобы избежать потери визуального справочного материала. Если изображение содержит график или табличные данные, его извлечённые значения представлены в таблицах страницы, калькуляторах или интерактивных графиках; оставшиеся изображения сохраняются как визуальные справочные ссылки.
Инженерные заметки
- Используйте Cp для большинства расчётов HVAC и сантехники. Условия постоянного давления преобладают в открытых резервуарах, трубопроводах и теплообменниках на стороне воды.
- Cv монотонно убывает с температурой, тогда как Cp имеет неглубокий минимум в районе 35–40 °C.
- Выше 100 °C значения относятся к находящейся под давлением (насыщенной) жидкой воде. Убедитесь, что давление в системе превышает давление насыщения при рабочей температуре.
- Для быстрых оценок часто используется постоянная Cp, равная 4.18 кДж/(кг·К), что вносит ошибку менее 1 % приблизительно между 10 °C и 60 °C.
- Допустимые диапазоны входных данных для интерполяции: 0–370 °C / 32–700 °F.