Давление водяного пара

редактировать

Давление водяного пара - это давление, при котором водяной пар в термодинамическом равновесии с конденсированным состоянием. При более высоком давлении вода будет конденсироваться. Давление водяного пара - это парциальное давление водяного пара в любой газовой смеси, находящейся в равновесии с твердой или жидкой водой. Что касается других веществ, давление водяного пара является функцией температуры и может быть определено с помощью соотношения Клаузиуса – Клапейрона.

Давление водяного пара (0–100 ° C)
T, °C T, °F P, кПа P, торр P, atm
0320,61134,58510,0060
5410,87266,54500,0086
10501,22819,21150,0121
15591,705612,79310,0168
20682,338817,54240,0231
25773,169023,76950,0313
30864,245531,84390,0419
35955,626742.20370,0555
401047,381455,36510,0728
451139,589871,92940,0946
5012212,344092,58760,1218
5513115.7520118.14970,1555
6014019.9320149,50230,1967
6514925.0220187,68040,2469
7015831,1760233,83920,3077
7516738.5630289.24630,3806
8017647,3730355,32670,4675
8518557,8150433,64820,5706
9019470,1170525.92080,6920
9520384,5290634.01960,8342
100212101.3200759.96251.0000

Содержание

  • 1 Формулы аппроксимации
    • 1.1 Точность различных формулировок
  • 2 Числовые приближения
  • 3 Графическая зависимость давления от температуры
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Дополнительная литература
  • 7 Внешние ссылки

Формулы приближения

Есть многие опубликованные приближения для расчета давления насыщенного пара над водой и льдом. Вот некоторые из них (в приблизительном порядке увеличения точности):

  • P = exp ⁡ (20,386 - 5132 T), (E q.1) {\ displaystyle P = \ exp \ left (20,386 - {\ frac {5132 } {T}} \ right), \ \ \ \ (Eq.1)}{\ displaystyle P = \ exp \ left (20,386 - {\ frac {5132} {T}} \ right), \ \ \ \ (Eq.1)}
где P - давление пара в мм рт. Ст., а T - температура в кельвинах.
log 10 ⁡ P = A - BC + T, {\ displaystyle \ log _ {10} P = A - {\ frac {B} {C + T}},}{\ displaystyle \ log _ {10 } P = A - {\ frac {B} {C + T}},}
где температура T находится в градусах Цельсия (° C), а давление пара P находится в мм рт. ст.. Константы задаются как
ABCTmin, ° CTmax, ° C
8.071311730.63233,426199
8.140191810.94244.485100374
P = 0,61094 exp ⁡ (17,625 TT + 243,04), {\ displaystyle P = 0,61094 \ exp \ left ({\ frac {17.625T} { T + 243.04}} \ right),}{ \ displaystyle P = 0,61094 \ exp \ left ({\ frac {17.625T} {T + 243.04}} \ right),}

где температура T выражена в ° C, а давление пара P выражено в килопаскалях (кПа)

P = 0,61078 ехр ⁡ (17,27 TT + 237,3), {\ displaystyle P = 0,61078 \ exp \ left ({\ frac {17.27T} {T + 237.3}} \ right),}{\ displaystyle P = 0.61078 \ exp \ left ({\ frac {17.27T} {T + 237.3}} \ right),}

где температура T выражена в ° C и P выражается в кПа

  • Уравнение Бакка .
P = 0,61121 exp ⁡ ((18,678 - T 234,5) (T 257,14 + T)), {\ displaystyle P = 0,61121 \ exp \ left (\ left ( 18.678 - {\ frac {T} {234.5}} \ right) \ left ({\ frac {T} {257.14 + T}} \ right) \ right),}{\ displaystyle P = 0,61121 \ exp \ left (\ left (18,678- {\ frac {T} {234.5}} \ right) \ left ({\ frac {T} {257.14 + T}} \ right) \ right),}

где T в ° C, а P - в кПа.

Точность различных формулировок

Вот сравнение точности этих различных явных формулировок, показывающих давления насыщенного пара для жидкой воды в кПа, рассчитаны для шести температур с их процентной погрешностью из значений таблицы Lide (2005):

T (° C)P (Lide Table)P (Eq 1)П (Антуан)П (Магнус)П (Тетенс)П (Бак)П (Гофф-Гратч)
00,61130,6593 (+ 7,85%)0,6056 (-0,93%)0,6109 (-0,06%)0,6108 (-0,09 %)0,6112 (-0,01%)0,6089 (-0,40%)
202,33882,3755 (+ 1,57%)2,3296 ( -0,39%)2,3334 (-0,23%)2,3382 (+ 0,05%)2,3383 (-0,02%)2,3355 (-0,14 %)
355,62675,5696 (-1,01%)5,6090 (-0,31%)5,6176 (-0,16%)5,6225 ( + 0,04%)5,6268 (+ 0,00%)5,6221 (-0,08%)
5012,34412,065 (-2,26%)12,306 (-0,31%)12,361 (+ 0,13%)12,336 (+ 0,08%)12,349 (+ 0,04%)12,338 (-0,05%)
7538,56337,738 (-2,14%)38,463 (-0,26%)39,000 (+ 1,13%)38,646 (+ 0,40%)38,595 (+ 0,08%)38,555 (-0,02%)
100101,32101,31 (-0,01%)101,34 (+0,02 %)104,077 (+ 2,72%)102,21 (+ 1,10%)101,31 (-0,01%)101,32 (0,00%)

Более подробное обсуждение точности и соображений относительно неточности измерения температуры представлено в Alduchov and Eskridge (1996). Проведенный здесь анализ показывает, что простая формула без атрибуции и уравнение Антуана достаточно точны при 100 ° C, но довольно плохи для более низких температур выше нуля. Tetens намного точнее в диапазоне от 0 до 50 ° C и очень конкурентоспособен при 75 ° C, но Antoine лучше при 75 ° C и выше. Формула без атрибуции должна иметь нулевую ошибку при температуре около 26 ° C, но имеет очень низкую точность за пределами очень узкого диапазона. Уравнения Тетенса, как правило, намного точнее и, возможно, проще для использования при повседневных температурах (например, в метеорологии). Как и ожидалось, уравнение Бака для T>0 ° C значительно точнее, чем у Tetens, и его превосходство заметно возрастает выше 50 ° C, хотя его сложнее использовать. Уравнение Бака даже превосходит более сложное уравнение Гоффа-Грэтча в диапазоне, необходимом для практической метеорологии.

Численные приближения

Для серьезных вычислений Лоу (1977) разработал две пары уравнений для температур выше и ниже точки замерзания с разными уровнями точности. Все они очень точны (по сравнению с Клаузиусом-Клапейроном и Гофф-Гратч ), но используют вложенные многочлены для очень эффективных вычислений. Однако есть более свежие обзоры возможно более совершенных составов, особенно Wexler (1976, 1977), представленные Flatau et al. (1992).

Графическая зависимость давления от температуры

Диаграммы давления пара воды; данные взяты из Дортмундского банка данных. На графике показаны тройная точка, критическая точка и точка кипения воды.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-18 09:44:50
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте