此页面给出水的性質 的补充数据。除非另有说明,否则数据均在标准状况 测得。
结构和性质
结构和性质
折射率 , n D
1.333(20 °C)
相对电容率 [ 1]
88.00(0 °C)
86.04(5 °C)
84.11(10 °C)
82.22(15 °C)
80.36(20 °C)
78.54(25 °C)
76.75(30 °C)
75.00(35 °C)
73.28(40 °C)
71.59(45 °C)
69.94(50 °C)
66.74(60 °C)
63.68(70 °C)
60.76(80 °C)
57.98(90 °C)
55.33(100 °C)
键能
492.215 kJ/mol O–H键离解能 [ 2]
键长
95.87 pm(平衡)[ 3]
分子结构
104.48°(平衡)[ 4] [ 5]
磁化率
−9.04 × 10−6 国际单位制 体积单位[ 6]
热力学性质
相特性
三相点
273.16 K(0.01 °C),611.73 Pa
临界点
647 K(374 °C),22.1 MPa
273.15 K熔化焓 ,Δ熔 H
6.01 kJ/mol
273.15 K,1 bar 熔化熵,Δ熔 S
22.0 J/(mol·K)
标准汽化焓 ,Δ汽 H o
44.0 kJ/mol
373.15 K汽化焓,Δ汽 H
40.68 kJ/mol
标准汽化熵,Δ汽 S o
118.89 J/(mol·K)
373.15 K汽化熵,Δ汽 S
109.02 J/(mol·K)
273.15 K升华 焓,Δ升 H
51.1 kJ/mol
273.15 K,1 bar 标准升华 熵,Δ升 S
~144 J/(mol·K)
摩尔凝固点常数
−1.858 °C kg/mol
摩尔沸点常数
0.512 °C kg/mol
固态性质
标准摩尔生成焓 ,Δf H o 固
−291.83 kJ/mol
标准摩尔熵 ,S o 固
41 J/(mol K)
熱容量 ,cp
12.2 J/(mol K)(−200 °C) 15.0 J/(mol K)(−180 °C) 17.3 J/(mol K)(−160 °C) 19.8 J/(mol K)(−140 °C) 24.8 J/(mol K)(−100 °C) 29.6 J/(mol K)(−60 °C) 32.77 J/(mol K)(−38.3 °C) 33.84 J/(mol K)(−30.6 °C) 35.20 J/(mol K)(−20.8 °C) 36.66 J/(mol K)(−11.0 °C) 37.19 J/(mol K)(−4.9 °C) 37.84 J/(mol K)(−2.2 °C)
液态性质
标准摩尔生成焓 ,Δf H o 液
−285.83 kJ/mol
标准摩尔熵 ,S o 液
69.95 J/(mol K)
熱容量 ,cp
75.97 J/(mol K),4.2176 J/(g·K)(0 °C) 75.42 J/(mol K),4.1921 J/(g·K)(10 °C) 75.33 J/(mol K),4.1818 J/(g·K)(20 °C) 75.28 J/(mol K),4.1814 J/(g·K)(25 °C) 75.26 J/(mol K),4.1784 J/(g·K)(30 °C) 75.26 J/(mol K),4.1785 J/(g·K)(40 °C) 75.30 J/(mol K),4.1806 J/(g·K)(50 °C) 75.37 J/(mol K),4.1843 J/(g·K)(60 °C) 75.46 J/(mol K),4.1895 J/(g·K)(70 °C) 75.58 J/(mol K),4.1963 J/(g·K)(80 °C) 75.74 J/(mol K),4.2050 J/(g·K)(90 °C) 75.94 J/(mol K),4.2159 J/(g·K)(100 °C)
气态性质
标准摩尔生成焓 ,Δf H o 气
−241.83 kJ/mol
标准摩尔熵 ,S o 气
188.84 J/(mol K)
熱容量 ,cp
36.5 J/(mol K)(100 °C) 36.1 J/(mol K)(200 °C) 36.2 J/(mol K)(400 °C) 37.9 J/(mol K)(700 °C) 41.4 J/(mol K)(1000 °C)
熱容量 ,cv
27.5 J/(mol K)(100 °C) 27.6 J/(mol K)(200 °C) 27.8 J/(mol K)(400 °C) 29.5 J/(mol K)(700 °C) 33.1 J/(mol K)(1000 °C)
绝热指数 , γ = cp /cv
1.324(100 °C) 1.310(200 °C) 1.301(400 °C) 1.282(700 °C) 1.252(1000 °C)
范德瓦耳斯常数
a = 553.6 L2 kPa/mol2 b = 0.03049 L/mol
液体物理性质
纯水的表面张力与温度的关系
冰和水的密度与温度的关系
水中的声速
25 °C蒸馏水
1498 m/s
其它温度[ 7]
1403 m/s(0 °C) 1427 m/s(5 °C) 1447 m/s(10 °C) 1481 m/s(20 °C) 1507 m/s(30 °C) 1526 m/s(40 °C) 1541 m/s(50 °C) 1552 m/s(60 °C) 1555 m/s(70 °C 1555 m/s(80 °C) 1550 m/s(90 °C) 1543 m/s(100 °C)
密度 [ 8] [ 9]
0.983854 g/cm3 (−30 °C)
0.99221 g/cm3 (40 °C)
0.993547 g/cm3 (−20 °C)
0.99022 g/cm3 (45 °C)
0.998117 g/cm3 (−10 °C)
0.98804 g/cm3 (50 °C)
0.9998395 g/cm3 (0 °C)
0.999972 g/cm3 (3.984 °C)[ 10]
0.98570 g/cm3 (55 °C)
0.9999720 g/cm3 (4 °C)
0.98321 g/cm3 (60 °C)
0.99996 g/cm3 (5 °C)
0.98056 g/cm3 (65 °C)
0.9997026 g/cm3 (10 °C)
0.97778 g/cm3 (70 °C)
0.9991026 g/cm3 (15 °C)
0.97486 g/cm3 (75 °C)
0.9982071 g/cm3 (20 °C)
0.97180 g/cm3 (80 °C)
0.9977735 g/cm3 (22 °C)
0.96862 g/cm3 (85 °C)
0.9970479 g/cm3 (25 °C)
0.96531 g/cm3 (90 °C)
0.9956502 g/cm3 (30 °C)
0.96189 g/cm3 (95 °C)
0.99403 g/cm3 (35 °C)
0.95835 g/cm3 (100 °C)
温度低于0 °C时为过冷 水。
黏度 [ 11]
1.7921 mPa·s (cP )(0 °C)
1.5188 mPa·s(5 °C)
0.5064 mPa·s(55 °C)
1.3077 mPa·s(10 °C)
0.4688 mPa·s(60 °C)
1.1404 mPa·s(15 °C)
0.4355 mPa·s(65 °C)
1.0050 mPa·s(20 °C)
0.4061 mPa·s(70 °C)
0.8937 mPa·s(25 °C)
0.3799 mPa·s(75 °C)
0.8007 mPa·s(30 °C)
0.3635 mPa·s(80 °C)
0.7225 mPa·s(35 °C)
0.3355 mPa·s(85 °C)
0.6560 mPa·s(40 °C)
0.3165 mPa·s(90 °C)
0.5988 mPa·s(45 °C)
0.2994 mPa·s(95 °C)
0.5494 mPa·s(50 °C)
0.2838 mPa·s(100 °C)
表面张力 [ 12]
75.64 dyn /cm(0 °C)
69.56 dyn/cm(40 °C)
74.92 dyn/cm(5 °C)
68.74 dyn/cm(45 °C)
74.22 dyn/cm(10 °C)
67.91 dyn/cm(50 °C)
73.49 dyn/cm(15 °C)
66.18 dyn/cm(60 °C)
72.75 dyn/cm(20 °C)
64.42 dyn/cm(70 °C)
71.97 dyn/cm(25 °C)
62.61 dyn/cm(80 °C)
71.18 dyn/cm(30 °C)
60.75 dyn/cm(90 °C)
70.38 dyn/cm(35 °C)
58.85 dyn/cm(100 °C)
高纯水在饱和压力下的电导率[ 13]
温度,°C
电导率,μS/m
0.01
1.15
25
5.50
100
76.5
200
299
300
241
水/蒸气平衡性质
蒸气与液态水平衡的蒸气压公式[ 14] :
log
10
P
=
A
−
B
T
−
C
,
{\displaystyle \log _{10}P=A-{\frac {B}{T-C}},}
其中P 为平衡水汽压,单位为kPa ,T 为温度,单位为K 。
若T = 273 K至333 K:A = 7.2326;B = 1750.286;C = 38.1。
若T = 333 K至423 K:A = 7.0917;B = 1668.21;C = 45.1。
水蒸气表[ 15]
温度 (°C)
压强 (kPa)
液体H 值 (J/g)
Δ汽 H (J/g)
W 汽 (J/g)
蒸气ρ 值 (kg/m3 )
0
0.612
0.00
2496.5
126.0
0.004845
10
1.227
42.0
2473.5
130.5
0.009398
20
2.336
83.8
2450.9
135.1
0.01728
30
4.242
125.6
2427.9
139.7
0.03036
40
7.370
167.2
2404.9
144.2
0.05107
50
12.33
209.0
2381.4
148.7
0.08285
60
19.90
250.8
2357.6
153.0
0.1300
70
31.15
292.7
2332.9
157.3
0.1979
80
46.12
334.6
2307.7
161.5
0.2931
90
70.10
376.6
2282.6
165.5
0.4232
100
101.32
419.0
2256.3
169.4
0.5974
110
143.27
460.8
2229.5
173.1
0.8264
120
198.50
503.2
2201.4
176.7
1.121
130
270.13
545.8
2172.5
180.2
1.497
140
361.4
588.5
2142.8
183.2
1.967
150
476.0
631.5
2111.8
186.1
2.548
160
618.1
674.7
2080.0
188.7
3.263
170
792.0
718.5
2047.0
190.6
4.023
180
1002.7
762.5
2012.2
192.8
5.165
190
1254.9
807.0
1975.8
194.5
6.402
200
1554.3
851.9
1937.3
195.6
7.868
210
1907.9
897.5
1897.5
196.3
9.606
221.1
2369.8
948.5
1850.2
196.6
11.88
229.4
2769.6
987.9
1812.5
196.2
13.87
240.6
3381.1
1040.6
1759.4
195.1
16.96
248.9
3904.1
1080.3
1715.8
193.7
19.66
260.0
4695.9
1134.8
1653.9
190.8
23.84
271.1
5603.4
1195.9
1586.5
186.9
28.83
279.4
6366.5
1240.7
1532.5
183.3
33.18
290.6
7506.2
1302.3
1456.3
177.4
39.95
298.9
8463.9
1350.0
1394.8
172.2
45.93
310.0
9878.0
1415.7
1307.7
164.2
55.25
321.1
11461
1483.9
1212.7
154.5
66.58
329.4
12785
1537.9
1133.2
145.6
76.92
340.6
14727
1617.9
1007.6
130.9
94.25
348.9
16331
1687.0
892.0
117.0
111.5
360.0
18682
1797.0
694.0
91.0
145.3
371.1
21349
1968.3
365.0
47.0
214.5
374.4
22242
2151.2
0
0
306.8
温度 (°C)
压强 (kPa)
液体H 值 (J/g)
Δ汽 H (J/g)
W 汽 (J/g)
蒸气ρ 值 (kg/m3 )
上表中的数据给出了在液态水可存在的温度范围内各种温度下的水-蒸气平衡值。第二列给出平衡压强,单位为kPa 。第三列是每克液体相对于0℃水的热含量。第四列是每克液体的汽化热。第五列是每克液体变成蒸汽所做的功P ΔV 。第六列是蒸气的密度。
各种压强下冰的熔点
数据取自第44版《CRC化学和物理手册 》第2390页。
压强/kPa
温度/°C
101.325
0.0
32950
−2.5
60311
−5.0
87279
−7.5
113267
−10.0
138274
−12.5
159358
−15.0
179952
−17.5
200251
−20.0
215746
−22.1
冰的各种形式
各种形式的冰 的性质[ 16]
冰的 形式
密度 g/cm3
晶体 结构
三相点
三相温度 °C
三相压强 MPa
Ih
0.92
六方晶系
液、气、Ih
0.01
0.000612
液、Ih 、III
−22.0
207.5
Ih 、II、III
−34.7
212.9
Ic
0.92
立方晶系
II
1.17
六方晶系
Ih 、II、III
−34.7
212.9
II、III、V
−24.3
344.3
II、V、VI
−55(估计)
620
III
1.14
四方晶系
液、Ih 、III
−22.0
207.5
液、III、V
−17
346.3
Ih 、II、III
−34.7
212.9
II、III、V
−24.3
344.3
IV
1.27
菱面体晶系
V
1.23
单斜晶系
液、III、V
−17
346.3
液、V、VI
0.16
625.9
II、III、V
−24.3
344.3
II、V、VI
−55(估计)
620
VI
1.31
四方晶系
液、V、VI
0.16
625.9
液、VI、VII
81.6
2200
II、V、VI
−55(估计)
620
VI、VII、VIII
≈5
2100
VII
1.50
立方晶系
液、VI、VII
81.6
2200
VI、VII、VIII
≈5
2100
VII、VIII、X
−173
62000
VIII
1.46
四方晶系
VI、VII、VIII
≈5
2100
VII、VIII、X
−173
62000
IX
1.16
四方晶系
X
2.46
立方晶系
VII、VIII、X
−173
62000
XI‡
0.92
正交晶系
气、Ih 、XI
−201.5
0(预期)
XII
1.29
四方晶系
XIII
1.23
单斜晶系
XIV
1.29
正交晶系
‡ XI三相点理论上存在,但从未有实验可得。
相图
水的压强-温度相图 。罗马数字 表示不同形式的冰
氯化钠的水溶液
水-氯化钠相图
水-氯化钠混合物的性质[ 17]
NaCl,wt%
T eq ,°C
ρ,g/cm3
n
η,mPa·s
0
0
0.99984
1.333
1.002
0.5
−0.3
1.0018
1.3339
1.011
1
−0.59
1.0053
1.3347
1.02
2
−1.19
1.0125
1.3365
1.036
3
−1.79
1.0196
1.3383
1.052
4
−2.41
1.0268
1.34
1.068
5
−3.05
1.034
1.3418
1.085
6
−3.7
1.0413
1.3435
1.104
7
−4.38
1.0486
1.3453
1.124
8
−5.08
1.0559
1.347
1.145
9
−5.81
1.0633
1.3488
1.168
10
−6.56
1.0707
1.3505
1.193
12
−8.18
1.0857
1.3541
1.25
14
−9.94
1.1008
1.3576
1.317
16
−11.89
1.1162
1.3612
1.388
18
−14.04
1.1319
1.3648
1.463
20
−16.46
1.1478
1.3684
1.557
22
−19.18
1.164
1.3721
1.676
23.3
−21.1
23.7
−17.3
24.9
−11.1
26.1
−2.7
26.28
0
26.32
10
26.41
20
26.45
25
26.52
30
26.67
40
26.84
50
27.03
60
27.25
70
27.5
80
27.78
90
28.05
100
注:ρ为密度,n 为589 nm光的折射率,η为黏度,均在20 °C测定;T eq <0–0.1°C时为冰/液态水溶解平衡温度,T eq >0.1 °C时为氯化钠/液态水溶解平衡温度。
自电离
°C
−35
0
25
60
300 (~50 MPa)
pKw [ 18]
17
14.9
14.0
13.0
12
p
K
w
=
−
log
(
[
H
+
]
[
O
H
−
]
)
{\displaystyle pK_{w}=-\log([\mathrm {H} ^{+}][\mathrm {OH} ^{-}])}
谱图数据
红外谱
主要吸收波段[ 19]
气态:
ν 1 = 3657.05,
ν 2 = 1594.75,
ν 3 = 3755.93
cm −1
液态:
ν 1 = 3280,
ν 2 = 1644,
ν 3 = 3490
cm −1
六方冰:
ν 1 = 3085,
ν 2 = 1650,
ν 3 = 3220
cm −1
核磁共振波谱
1 H NMR
D2 O:4.79 ppm;CDCl3 :1.56 ppm;C6 D6 :0.40 ppm;CD3 OD:4.87 ppm[ 20]
13 C NMR
无[ 21]
自扩散系数
各温度下实验所得自擴散 系数[ 22]
温度(°C)
系数(102999100000000000000♠ −9 m2 /s)
0
1.099
1
1.138
4
1.261
5
1.303
10
1.525
15
1.765
20
2.023
25
2.299
30
2.594
35
2.907
40
3.238
45
3.588
50
3.956
56
4.423
60
4.748
70
5.615
80
6.557
90
7.574
100
8.667
磁化率
20 °C(室温)下公认的水的磁化率 标准值为−12.97 cm3 /mol,−0.702 cm3 /g[ 23] 。
不同温度下水的磁化率[ 23]
同位素异构体 及其状态
温度 (K)
磁化率 (cm3 /mol)
H2 O(g)
>373
−13.1
H2 O(l)
373
−13.09
H2 O(l)
293
−12.97
H2 O(l)
273
−12.93
H2 O(s)
273
−12.65
H2 O(s)
223
−12.31
DHO(l)
302
−12.97
D2 O(l)
293
−12.76
D2 O(l)
276.8
−12.66
D2 O(s)
276.8
−12.54
D2 O(s)
213
−12.41
参考资料
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参考书目
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Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69 , National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), webbook .nist .gov
概要 水滴 狀態 組成 與地球 關聯 與外星球關聯 物理參數