水的熱物性 — 密度、熱容量與導熱係數

水的關鍵熱力學常數和工程參考值，包括沸點、臨界點、潛熱、密度、熱容量、熱導率、黏度和熱膨脹。

waterthermalproperties計算器數據表

概述

水是 HVAC、製程、電力和實驗室計算中的基準傳熱流體。本頁面將 Engineering ToolBox 原始的水熱性質概述，與工程估算常用的溫度相依實用數值合併在一起。

原始參考頁面主要是性質索引和常數彙整。下表的溫度資料是約 1 atm 下的代表性工程數值，可作為便利的參考資料；進行高壓、飽和或臨界區計算時，請使用連結的專業性質頁面或 IAPWS 公式。

關鍵熱力學常數

19 行

	數值	條件或等效單位
沸點溫度	99.974 degC = 211.953 degF	在 101.325 kPa 下
體積彈性模數	2.15 x 10^9 Pa	等效於 N/m2
臨界溫度	373.946 degC = 705.103 degF	液相和氣相變得無法區分
臨界壓力	217.7 atm = 220.6 bar = 22.06 MPa = 3200 psi	臨界點壓力
臨界密度	0.322 g/cm3 = 0.62478 slug/ft3 = 20.1018 lbm/ft3	臨界點密度
電離常數	pKw = 13.995	在 25 degC 下
熔化潛熱	334 kJ/kg = 144 Btu/lb	冰-水相變
蒸發潛熱	40.657 kJ/mol = 2256 kJ/kg = 970 Btu(IT)/lb	在 100 degC 下
最大密度	999.975 kg/m3 = 1.9403 slug/ft3 = 8.34519 lbm/US gal	在 4 degC 下
熔化溫度	0 degC = 32 degF	在 101.325 kPa 下
摩爾質量	18.01527 g/mol	H2O
pH	6.9976	在 25 degC 下
比熱，液態水	4.187 kJ/(kg K) = 1.001 Btu/(lbm degF)	在 15 degC / 60 degF 下
比熱，冰	2.108 kJ/(kg K) = 0.5035 Btu/(lbm degF)	固相
比熱，水蒸氣	1.996 kJ/(kg K) = 0.4767 Btu/(lbm degF)	氣相
比重量	9.806 kN/m3 = 62.43 lbf/ft3	在 4 degC 下
體積熱膨脹	4.2 x 10^-4	從 4 degC 到 100 degC；隨溫度非線性變化
三相點壓力	0.00604 atm = 0.00612 bar = 611.657 Pa = 0.08871 psi	固、液、氣三相共存
三相點溫度	0.01 degC = 32.02 degF	固、液、氣三相共存

來源: engineeringtoolbox.com

隨溫度變化的性質

11 行

溫度 (degC)	密度 (kg/m3)	比熱 (kJ/(kg K))	熱傳導係數 (W/(m K))	動力黏度 (mPa s)
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

來源: engineeringtoolbox.com

關鍵公式

顯熱傳遞

$Q = \dot{m} c_p \Delta T$

其中 $Q$ 為傳熱速率， $\dot{m}$ 為質量流量， $c_p$ 為比熱容， $\Delta T$ 為溫度變化。

熱擴散率

$\alpha = \frac{k}{\rho c_p}$

其中 $\alpha$ 為熱擴散率， $k$ 為熱傳導係數， $\rho$ 為密度， $c_p$ 為比熱容。

體積膨脹係數

$\beta = -\frac{1}{\rho}\left(\frac{\partial \rho}{\partial T}\right)_p$

水的膨脹隨溫度呈非線性變化。接近 4 degC 時水達到最大密度，因此 $\beta$ 的符號和大小在該點附近發生變化。

顯熱計算器

水的顯熱傳遞

質量流量(kg/s)

比熱(kJ/(kg K))

溫度變化(K)

性質趨勢

水的性質隨溫度的變化趨勢

相關水性質頁面

當涉及壓力、相邊界或更寬的溫度範圍時，請使用專門的性質頁面：

參考資料

Engineering ToolBox - 水的熱物性
IAPWS, Releases and Guidelines for the Properties of Water and Steam
NIST Chemistry WebBook, Thermophysical Properties of Fluid Systems

來源: engineeringtoolbox.com