水的热力学性质介绍

物质常用状态参数：温度、压力、比体积（密度）、内能、焓、熵。（只需知道其中两参数）比容和比体积概念完全相同。建议合并。单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V"

表示。其数值是密度的倒数。

比热容(specific heat capacity)又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单位质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符号c表示。比热容与物质的状态和物质的种类有关。

三相点是指在热力学里，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；而汞的三相点在−38.8344℃及0.2MPa出现。

临界点：随着压力的增高，饱和水线与干饱和蒸汽线逐渐接近，当压力增加到某一数值时，二线相交即为临界点。临界点的各状态参数称为临界参数，对水蒸汽来说：其临界压力为22.11999035MPa，临界温度为：374.15℃，临界比容0.003147m3/kg。

超临界流体是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体。由于它兼有气体和液体的双重特性，即密度接近液体，粘度又与气体相似，扩散系数为液体的10~100倍，因而具有很强的溶解能力和良好的流动、输运性质。

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。

临界点状态：饱和水或饱和蒸汽或湿蒸汽

在临界点，增加压强变为超临界状态；增加温度变为过热蒸汽状态。

为什么在高压下，低温水也处于超临界？（如23MP，200℃下水状态为超临界？）应该是软件编写错误。

超临界技术：

通常情况下，水以蒸汽、液态和冰三种常见的状态存在，且是极性溶剂，可以溶解包括盐在内的大多数电解质，对气体和大多数有机物则微溶或不溶。液态水的密度几乎不随压力升高而改变。但是如果将水的温度和压力升高到临界点

（Tc=374.3℃，Pc=22.1MPa）以上，水的性质发生了极大变化，其密度、介电常数、黏度、扩散系数、热导率和溶解性等都不同于普通水。水的存在状态如图:

水的临界压力是:22.115MPa,临界温度是374.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点.

例如，水在一个大气压和温度低于饱和温度100°C为不饱和。水在10个大气

压下饱和温度为180°C，所以水在10个大气压和180°C以下为不饱和。

饱和水曲线显示水在饱和温度状态下，描述的只是饱和状态下水的性质。

湿蒸汽区域（也称为两相区域）描述在湿蒸汽条件下所有的值。它的分界线是在饱和水和饱和蒸汽。

在任何湿蒸汽区域增加热量都能使蒸汽变干，但是湿蒸汽一般在同样的温度。湿蒸汽变干躁，它就靠近饱和蒸汽曲线。

干饱和蒸汽曲线显示在饱和温度状态下，描述的只是干饱和状态下蒸汽的性质。

过热蒸汽区域描述蒸汽在温度高于饱和蒸汽温度的状态。保持压力不变，加热饱和蒸汽，它的温度会上升，就产生过热蒸汽。

将饱和水继续加热，使其全部汽化成压力为p，温度为ts的干饱和蒸汽，汽化

过程加入的热量称为汽化潜热。

100℃，1bar条件下，水的汽化潜热为539Kcal/kg.℃

水的临界点是温度374．3℃、压力22．05MPa，如果将水的温度、压力升高到临界点以上，即为超临界水，其密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异，表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此，超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶，而无机物特别是盐类，在超临界水中的电离常数和溶解度却很低。同时，超临界水可以和空气、氧气、氮气和二氧化碳等气体完全互溶。

水汽温度高于374.2℃时，气态水便不能通过加压转化为液态水。

水的热稳定性很强，水蒸气加热到2000K以上，也只有极少量离解为氢和氧，但水在通电的条件下会离解为氢气和水。具有很大的内聚力和表面张力，除汞以外，水的表面张力最大，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力，普通的水含有少量电解质而有导电能力。

1.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

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

(1)三相点：在真空容器中，纯质的液相、固相、气相以平衡状态同时存在的温度与压力称之。

(2)临界点（critical point）之温度为临界温度，压力为临界压力。

1. 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

2. 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。

2.水分子中氢与氧都有同位素存在

(1)氢的同位素有三种

氢(或H)：占天然存在的氢之99.98％

氘[dāo] (或D)：占天然存在的氢之0.04％

氚[chuān] (或T)：具有放射性

氧化氘俗称重水(heavy water)，广用於核子反应器，作为中子的减速器

1、水的形态、冰点、沸点：

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），温度在0℃以下为固体，0℃为水的冰点。从0℃-100℃之间为液体（通常情况下水呈液态），100℃以上为气体（气态水），100℃为水的沸点。

2、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4.2x103[焦/克.℃)]。

3、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）4、冰（固态水）的溶解热：

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。

5、水的密度：

在一个大气压下（105Pa），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。

6、水的压强：

水对容器底部和侧壁都有压强（单位面积上受的压力叫做压强）。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。

7、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。8、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）

9、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。

10、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。

11、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。

12、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