水的基本物理化学性质(冰水汽)解答

水的基本物理化学性质

一. 水的物理性质（形态、冰点、沸点）：

常温下（0~100℃），水可以出现固、液、气三相变化，利用水的相热转换能量是很方便的。

纯净的水是无色、无味、无臭的透明液体。水在1个大气压时（105Pa），温度

1)在0℃以下为固体，0℃为水的冰点。

2)从0℃-100℃之间为液体（通常情况下水呈液态）。

3)100℃以上为气体（气态水），100℃为水的沸点。

4)水是无色、无臭、无味液体，在浅薄时是清澈透明，深厚时呈蓝绿色。

5)在1atm时，水的凝固点(f.p.)为0℃，沸点(b.p.)为100℃。

6)水在0℃的凝固热为5.99 kJ/mole(或80 cal/g)。

7)水在100℃的汽化热为40.6 kJ/mole(或540 cal/g)。

8)由於水分子间具有氢键，故沸点高、莫耳汽化热大，蒸气压小。

9)沸点：

(1)沸点：液体的饱和蒸气压等於液面上大气压之温度，此时液体各点均呈剧烈汽

化现象，且液气相可共存若液面上为1 atm(76 mmHg)时，则该沸点称为「正常沸点」，水的正常沸点为100℃。

(2)若液面的气压加大，则液体需更高的蒸气压才可沸腾；而更高的温度使得更高

的蒸气压，故液体的沸点会上升。液面上蒸气压愈大，液体的沸点会愈高。

(3)反之，若液面上气压变小，则液面的沸点将会下降。

10)水在4℃(精确值为3.98℃)时的体积最小、密度最大，D = 1g/mL。

11)三相点：指在热力学里，可使一种物质三相（气相，液相，固相）共存的一个温度

和压力的数值。举例来说，水的三相点在0.01℃（273.16K）及611.73Pa 出现。

12)临界点（critical point）：物理学中因为能量的不同而会有相的改变(例如：冰

→水→水蒸气),相的改变代表界的不同,故当一事物到达相变前一刻时我们称它临

界了,而临界时的值则称为临界点。之温度为临界温度，压力为临界压力。

13)临界温度：加压力使气体液化之最高温度称为临界温度。如水之临界温度为374℃，

若温度高於374℃，则不可能加压使水蒸气液化。

14)临界压力：在临界温度时，加压力使气体液化的最小压力称之。临界压力等於该液

体在临界温度之饱和蒸气压。

二. 水的比热：

把单位质量的水升高1℃所吸收的热量，叫做水的比热容，简称比热，水的比热为4.18xKJ/Kg.K。

在所有的液体中，水的比热容最大。因此水可作为优质的热交换介质，用于冷却、储热、传热等方面。

三. 水的汽化热：

在一定温度下单位质量的水完全变成同温度的气态水（水蒸气）所需的热量，叫做水的汽化热。

水从液态转变为气态的过程叫做汽化，水表面的汽化现象叫做蒸发，蒸发在任何温度下都能进行。

水的汽化热为2257KJ/Kg。一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从1℃加热到100℃所需要的热量。

四. 冰（固态水）的溶解热：

溶解热指在一定温度及压力下(通常是温度为298K，压力为100kPa的标准状态)，单位质量的冰在熔点时（0℃）完全溶解为同温度的水所需的热量，叫做冰的溶解热。

在等压状态下，溶解热等同于焓值的变化，因此也被称为溶解焓。

冰的溶解热是334KJ/Kg

冰的比热是2.1x103KJ/Kg.K

五. 水的密度：

在一个大气压下（0.1MPa），温度为4℃时，水的密度为最大（1g/cm3），当温度低于或高于4℃时，其密度均小于1g/cm3。

水在0~4℃范围内不是热胀冷缩，而是冷胀热缩，即温度升高，体积缩小，密度增大。

六. 水的压强：

水对容器底部和侧壁都有压强。水内部向各个方向都有压强；在同一深度，水向各个方向的压强相等；深度增加，水压强增大；水的密度增大，水压强也增大。

七. 水的浮力：

水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力。

浮力总是竖直向上的。

八. 水的硬度：

水的硬度是指水中含有的钙、镁、锰离子的数量（一般以碳酸钙来计算）。

硬度单位：mg/L（毫克/升），

mmol/L(毫克当量/升)，

PPM（个/百万），

GPG（格令/加仑）。

九. pH值：

pH值是指水的酸碱度，表示水中H+和OH-的含量比例（范围为0-14）。

人体对pH值的反应非常敏感，身体内大部分物质的pH值为6.8，血液和细胞水的pH值为7.2-7.3。

十. 固体溶解物含量（TDS）：

TDS是指水中溶解的所有固体物的含量，单位为mg/L或PPM。TDS越低，表示水越纯净。

十一. 电导率（CND）：

水的电导率（CND）是指通过水的电流除以水两边的电压差，表示水溶液传导电流的能力，其大小间接反应了水中溶解性盐类的总量，也反映了水中矿物质的总量。

十二. 范德华引力：

对一个水分子来说，它的正电荷中心偏在两个氢原子的一方，而负电荷中心偏在氧原子一方，从而构成极性分子。当水分子相互接近时，异极间的引力大于距离较远的同极间的斥力，这种分子间的相互吸引的静电力称为范德华引力。

十三. 水的表面张力：

水的表面存在着一种力，使水的表面有收缩的趋势，这种水表面的力叫做表面张力。

十四. 冷吨：

制冷学单位，冷吨又名冷冻吨。冷冻吨是指将一吨水冷冻为冰所需要的能量。（注：1冷吨就是使1吨0℃的水在24小时内变为0℃的冰所需要的制冷量。）1吨0摄氏度的水，在24小时内转换成0摄氏度的冰的能力，

冷冻吨表示冷冻机的制冷能力。

单位换算

1美国冷吨=3024千卡/小时（kcal/h）=3.517千瓦（KW）

1日本冷吨=3320千卡/小时（kcal/h）=3.861千瓦（KW）

1冷吨=［1000(kg)*80(k)*4.18(kJ/kg*k)］/［24(h)*3600(s/h)］=3.87kw

1冷吨=［1000kg*334kJ/kg］/［24(h)*3600(s/h)］=3.87kw

1马力（或1匹马功率）=735.5瓦（W）=0.7355千瓦（KW）

1千卡/小时（kcal/h）=1.163瓦（W）

摄氏温度℃=（华氏°F-32）5/9

1P=2.5KW=735.5W：注：2.5kw对应的是制冷量，而735.5w对应的是电功率

◎首先要搞清楚热量的单位,热能也是能量的一种,在国际上功和能的单位是焦耳,焦耳相当于一牛顿的力(N),其作用点在力的方向上移动一米的距离所做的功.焦耳的符号为J.我国法定热量单位为J.

在标准大气压下,将1g的水加热或冷却,其温度升高或降低1度时,所加进或放出的热量称为1卡,以cal表示.工程上常以卡的1000倍来表示热量,称为千卡或大卡,以kcal表示.

在标准大气压下,将11b(磅)(11b=0.454kg)水加热或者冷却,其温度升高或者降低华氏温度1度时,所加进或者除去的热量称为一个英热单位,符号为Btu.

常用换算公式

1kJ(千焦耳)=0.239kcal(千卡)

1kcal(千卡)=4.19kJ(千焦耳)

1kcal=3.969Btu

1Btu=0.252kcal

1kcal=427kg.m

1kw=860kcal/h

1美国冷吨=3024kcal/h=3.51kw

1日本冷吨=3320kcal/h=3.86kw

例如一台40kw的空调,其制冷量为40*860=3.44万大卡

民用空调喜欢以P为单位，1P=0.735kw,一般能效比为3.2，及制冷量为2352w，算成大卡为2022大卡左右。可以说,1P的空调制冷量为2000大卡