水的热物性 — 密度、热容量与导热系数

水的关键热力学常数和工程参考值，包括沸点、临界点、潜热、密度、热容量、导热系数、粘度和热膨胀。

waterthermalproperties计算器数据表

概述

水是暖通空调、工艺、电力和实验室计算中的基准传热流体。本页面将 Engineering ToolBox 原始的水热性质概述与工程估算中常用的随温度变化的实用数值合并在一起。

原始参考页面主要是性质索引和常数汇总。下表的温度数据是约 1 atm 下的代表性工程数值，可作为便捷的参考数据使用；对于高压、饱和或临界区计算，请使用链接的专业性质页面或 IAPWS 公式。

关键热力学常数

19 行

	数值	条件或等效单位
沸点温度	99.974 degC = 211.953 degF	在 101.325 kPa 下
体积弹性模量	2.15 x 10^9 Pa	等效于 N/m2
临界温度	373.946 degC = 705.103 degF	液相和气相变得无法区分
临界压力	217.7 atm = 220.6 bar = 22.06 MPa = 3200 psi	临界点压力
临界密度	0.322 g/cm3 = 0.62478 slug/ft3 = 20.1018 lbm/ft3	临界点密度
电离常数	pKw = 13.995	在 25 degC 下
熔化潜热	334 kJ/kg = 144 Btu/lb	冰-水相变
蒸发潜热	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
熔化温度	0 degC = 32 degF	在 101.325 kPa 下
摩尔质量	18.01527 g/mol	H2O
pH	6.9976	在 25 degC 下
比热，液态水	4.187 kJ/(kg K) = 1.001 Btu/(lbm degF)	在 15 degC / 60 degF 下
比热，冰	2.108 kJ/(kg K) = 0.5035 Btu/(lbm degF)	固相
比热，水蒸气	1.996 kJ/(kg K) = 0.4767 Btu/(lbm degF)	气相
比重	9.806 kN/m3 = 62.43 lbf/ft3	在 4 degC 下
体积热膨胀	4.2 x 10^-4	从 4 degC 到 100 degC；随温度非线性变化
三相点压力	0.00604 atm = 0.00612 bar = 611.657 Pa = 0.08871 psi	固、液、气三相共存
三相点温度	0.01 degC = 32.02 degF	固、液、气三相共存

来源: engineeringtoolbox.com

随温度变化的性质

11 行

温度 (degC)	密度 (kg/m3)	比热 (kJ/(kg K))	热导率 (W/(m K))	动力粘度 (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

来源: engineeringtoolbox.com

关键公式

显热传递

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

其中 $Q$ 为传热速率， $\dot{m}$ 为质量流量， $c_p$ 为比热容， $\Delta T$ 为温度变化。

热扩散率

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

其中 $\alpha$ 为热扩散率， $k$ 为导热系数， $\rho$ 为密度， $c_p$ 为比热容。

体积膨胀系数

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

水的膨胀随温度呈非线性变化。接近 4 degC 时水达到最大密度，因此 $\beta$ 的符号和大小在该点附近发生变化。

显热计算器

水的显热传递

质量流量(kg/s)

比热(kJ/(kg K))

温度变化(K)

性质趋势

水的性质随温度的变化趋势

相关水性质页面

当涉及压力、相边界或更宽的温度范围时，请使用专门的性质页面：

参考资料

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

来源: engineeringtoolbox.com