大気中の水蒸気。 水蒸気とは何ですか? 水蒸気は何に含まれていますか?

これまで私たちの研究対象は理想気体でした。 このような気体では、分子間相互作用の力が存在せず、分子のサイズが無視されます。 実際、分子のサイズと分子間相互作用の強さは、特に低温高圧では非常に重要です。

消防活動で使用され、工業生産で広く使用されている実際のガスの代表的なものの 1 つは水蒸気です。

水蒸気は、主に熱交換器の冷却剤や蒸気発電所の作動流体として、さまざまな産業で非常に広く使用されています。 これは、水が遍在していること、その安さ、そして人間の健康に無害であることによって説明されます。

高圧で比較的低温であるため、実際に使用される蒸気は液体の状態に近いため、理想気体の場合と同様に、その分子とその体積の間の凝集力を無視できません。 したがって、理想気体の状態方程式を使用して、水蒸気、つまり蒸気の状態のパラメーターを決定することはできません。 pv≠RT、なぜなら、水蒸気は本物の気体だからです。

多くの科学者 (ファン デル ワールス、ベルトロー、クラウジウスなど) が、理想気体の状態方程式に修正を導入して実在気体の状態方程式を明確にしようとする試みは失敗に終わりました。実際のガスの分子間の凝集力を考慮したものであり、これらのガス内で発生する他の多くの物理現象は考慮されていませんでした。

1873 年にファン デル ワールスによって提案された方程式が特別な役割を果たします。 (P + a/ v2) ( v - b) = RT. ファンデルワールス方程式は定量的計算では近似的であるため、個々の相状態への遷移による物質の状態変化の全体像を記述することができるため、気体の物理的特性を定性的によく反映しています。 この方程式では あそして V特定のガスに対する定数は、最初の値は相互作用力、2 番目の値は分子のサイズを考慮した定数値です。 態度 ビデオ 2分子間の凝集力により、実際のガスが置かれる追加の圧力を特徴付けます。 マグニチュード Vは、実際の気体の分子自体が体積を持っているため、分子が移動する体積の減少を考慮しています。

現在最もよく知られている方程式は、1937 年から 1946 年に開発された方程式です。 アメリカの物理学者 J. メイヤーと、彼とは独立してソ連の数学者 N. N. ボゴリュボフ、および 1939 年にソ連の科学者 M. P. ヴカロヴィッチと I. I. ノビコフによって提案された方程式

扱いにくい性質のため、これらの方程式は考慮されません。

水蒸気については、すべての状態パラメータが使いやすいように表にまとめられ、付録 7 に示されています。

それで、 水蒸気 臨界温度が比較的高く、飽和状態に近い水から得られる実在気体です。

プロセスを考えてみましょう 液体から蒸気への変換、別名プロセスと呼ばれる 気化 。 液体は蒸発と沸騰によって蒸気に変わることがあります。

蒸発 いかなる温度でも液体の表面からのみ起こる現象を気化といいます。。 蒸発の強さは液体の性質とその温度によって異なります。 液体の上に無制限の空間があれば、液体の蒸発は完了します。 自然界では、液体の蒸発プロセスが一年中いつでも大規模に発生します。

蒸発プロセスの本質は、液体の表面に位置し、他の分子に比べて大きな運動エネルギーを持っている液体の個々の分子が、隣接する分子の力の作用に打ち勝ち、表面張力を生み出し、液体から周囲の空間に飛び出すことです。 。 温度が上昇すると、分子の速度とエネルギーが増加し、相互作用の力が減少するため、蒸発の強度が増加します。 蒸発中、比較的高速の分子が液体から飛び出すため、液体の温度が低下し、その結果、液体中に残っている分子の平均速度が低下します。

熱が液体に与えられると、その温度と蒸発速度が増加します。 液体の性質と液体が置かれている圧力に応じて、ある非常に特定の温度で反応が始まります。 全体の質量全体にわたって蒸発。 この場合、容器の壁および液体の中に蒸気の泡が形成されます。 この現象はと呼ばれます 沸騰 液体。 得られる蒸気の圧力は、沸騰が起こる媒体の圧力と同じです。

蒸発の逆のプロセスはと呼ばれます に 結露 番目。 蒸気が液体に変わるこのプロセスは、圧力が一定であれば、一定の温度でも発生します。 凝縮中、無秩序に動く蒸気分子は液体の表面に接触し、水の分子間力の影響を受けてそこに留まり、再び液体に変わります。 なぜなら 蒸気分子は液体分子に比べて速度が速いため、凝縮時には液体の温度が上昇します。 蒸気が凝縮してできる液体をといいます。 凝縮水 .

蒸発のプロセスをさらに詳しく考えてみましょう。

液体から蒸気への変化には 3 つの段階があります。

1. 液体を沸点まで加熱します。

2. 蒸発。

3. 蒸気の過熱。

各段階をさらに詳しく見てみましょう。

ピストンの付いたシリンダーを用意し、そこに 0°C の水を 1 kg 置きます。通常、この温度での水の比容積は最小 0.001 m 3 /kg であると仮定します。 ピストンに荷重がかかり、ピストンとともに液体に一定の圧力 P がかかります。この状態が点 0 に相当します。このシリンダーに熱を供給してみましょう。

米。 飽和圧力P s における気液混合物の比容積の変化のグラフ。

1. 流体加熱プロセス。 このプロセスでは、液体に与えられる熱により一定の圧力で行われ、液体は0℃から沸点t s まで加熱されます。 なぜなら 水の熱膨張係数は比較的小さいため、液体の比容積はわずかに変化し、v 0 から v¢ まで増加します。 この状態はポイント 1 とプロセス - セグメント 0 ～ 1 に対応します。

2. 気化プロセス 。 さらに熱を供給すると、水は沸騰して気体状態になります。 水蒸気 このプロセスは、セグメント 1-2 と比容積の v¢ から v¢¢ への増加に対応します。 蒸発プロセスは一定の圧力だけでなく、沸点に等しい一定の温度でも発生します。 この場合、シリンダー内の水はすでに蒸気と液体の 2 相になっています。 水はシリンダーの底に集中した液体の形で、また小さな液滴の形で存在し、体積全体に均一に分布しています。

蒸発プロセスには、凝縮と呼ばれる逆のプロセスが伴います。 凝縮速度が蒸発速度と等しくなる場合、系内では動的平衡が発生します。 この状態の蒸気は最大密度を持ち、飽和と呼ばれます。 したがって、以下では、 リッチ 蒸気が形成される液体と平衡状態にある蒸気を理解する。 この蒸気の主な特性は、温度がその圧力の関数であることです。この圧力は、沸騰が起こる媒体の圧力と同じです。 したがって、沸点の呼び方は異なります。 飽和温度 t n に対応する圧力は飽和圧力と呼ばれます (p で示されます) nまたは単に p. 液体の最後の一滴が蒸発するまで蒸気が発生します。 この瞬間が状態に相当します ドライ 飽和した（または単に ドライ）ペア。 液体が不完全に蒸発して発生する蒸気を「蒸気」といいます。 湿った飽和蒸気 または単に 濡れた。 それは乾燥蒸気と液滴の混合物であり、その塊全体に均一に分布し、その中に浮遊しています。 湿り蒸気中の乾き蒸気の質量分率は、乾燥度または質量蒸気含有量と呼ばれ、次のように表されます。 バツ。 湿った蒸気中の液体の質量分率は次のように呼ばれます。 湿度の程度 で表されます あなた。それは明らかです で= 1 - バツ。乾燥度と湿度の度合いは、分数または % で表されます。たとえば、次のような場合です。 x = 0.95と y = 1 - x = 0.05、これは、混合物に 95% の乾燥蒸気と 5% の沸騰液体が含まれていることを意味します。

3. 蒸気の過熱。 さらに熱を供給すると、蒸気の温度が上昇します（それに応じて比容積は v¢¢ から v¢¢¢ に増加します）。 この状態はセグメント 2 ～ 3 に相当します。 。 蒸気の温度が同じ圧力の飽和蒸気の温度より高い場合、そのような蒸気はと呼ばれます 過熱した. 過熱蒸気の温度と同じ圧力の飽和蒸気の温度の差をといいます。 過熱度 あ.

過熱蒸気の比容積は飽和蒸気の比容積より大きいため（p = const, t per > t n) の場合、過熱蒸気の密度は飽和蒸気の密度より小さくなります。 したがって、過熱蒸気は不飽和です。 過熱蒸気は物性的には気体に近く、過熱度が大きいほど過熱度が高くなります。

経験から、ポイント 0 ～ 2 の位置は他のより高い飽和圧力で見つかりました。 異なる圧力の対応する点を結ぶと、水蒸気の状態の図が得られます。

米。 29. pv – 水蒸気の状態の図。

図の分析から、圧力が増加すると液体の比容積が減少することがわかります。 図では、圧力の増加に伴う体積の減少は線 SD に対応します。 AK 線で示されるように、飽和温度、つまり比容積が増加します。 水もより早く蒸発しますが、これは VC ラインからはっきりとわかります。 圧力が増加するにつれて、v¢ と v¢¢ の差は減少し、線 AK と線 BK は徐々に近づきます。 それぞれの物質に特有の特定の圧力では、これらの線は臨界点と呼ばれる 1 つの点 K に収束します。 点 K は、沸点 AK の液体の線と乾燥飽和蒸気 BK の線に同時に属し、蒸気と液体の区別がなくなる物質のある限界臨界状態に対応します。 状態パラメータは臨界と呼ばれ、Tk、Pk、vk と指定されます。水の場合、臨界パラメータの値は次のとおりです: Tk = 647.266K、Pk = 22.1145 MPa、vk = 0.003147 m 3 /kg。

水の三相すべてが平衡状態にある状態を水の三重点といいます。 水の場合: T 0 = 273.16 K、P 0 = 0.611 kPa、v 0 = 0.001 m 3 /kg。 熱力学では、三重点における比エンタルピー、エントロピー、内部エネルギーはゼロ、つまり i 0 = 0、s 0 = 0、u 0 = 0。

水蒸気の主なパラメータを決定しましょう

1. 液体加熱

1kgの液体を0℃から沸点まで加熱するのに必要な熱量をいいます。 液体の比熱 。 流体の熱は圧力の関数であり、臨界圧力で最大値になります。

その値は次のように決定されます。

q = с р (t s -t 0) 、

ここで、c p は、参照データから取得した、t 0 = 0 °C から t s までの温度範囲における水の平均質量等圧熱容量です。

それらの。 q = срts

比熱は J/kg で測定されます。

量 q は次のように表されます。

ここで、i¢ は沸点における水のエンタルピーです。

i は 0 °C における水のエンタルピーです。

熱力学の第一法則によると

i = u 0 + P s v 0 、

ここで、u 0 は 0 °C での内部エネルギーです。

i¢ = q + u 0 + P s v 0

理想気体の場合と同様に、条件付きで u 0 = 0 と仮定します。

i¢ = q + P s v 0

この式を使用すると、経験から見つかった P s、v 0、q の値を使用して i¢ の値を計算できます。

低圧 Р s では、水の値 Р s v 0 が液体の熱に比べて小さいとき、次のように近似的に仮定できます。

液体の熱は飽和圧力の増加とともに増加し、臨界点で最大値に達します。 i=u+Pv (1) と考えると、沸点における水の内部エネルギーについて次の式を書くことができます。

u¢ = i¢ + P s v¢

液体加熱中のエントロピーの変化

水のエントロピーが0だと仮定すると、

この式を使用すると、液体の沸点におけるエンタルピーを計算できます。

2. 気化

等圧プロセスで沸点まで加熱された液体 1 kg を乾燥飽和蒸気に移動させるのに必要な熱量は、と呼ばれます。 蒸発比熱 (r) .

蒸発熱は次のように求められます。

i¢¢ = r + i¢ は、経験から得られた沸点 i¢ における水の蒸発熱とエンタルピーに基づきます。 (1) を考慮すると、次のように書くことができます。

r = (u¢-u¢)+P s (v¢-v¢)、

ここで、u¢ と u¢¢ は沸点の水と乾燥飽和蒸気の内部エネルギーです。 この方程式は、蒸発熱が 2 つの部分に分かれていることを示しています。 一部 (u¢¢-u¢) は、水から生成される蒸気の内部エネルギーを増加させるために費やされます。 これは内部蒸発熱と呼ばれ、文字 r で表されます。 P s の他の部分 (v¢¢-v¢) は、水を沸騰させる等圧過程で蒸気によって実行される外部仕事に費やされ、外部蒸発熱 (y) と呼ばれます。

蒸発熱は飽和圧力の増加とともに減少し、臨界点ではゼロに等しくなります。 液体の熱と蒸発熱が乾燥飽和蒸気 l¢¢ の全熱を形成します。

乾燥飽和蒸気の内部エネルギー u¢¢ は、

u¢¢=i¢¢-P s v¢

蒸発過程における蒸気のエントロピーの変化は次の式で求められます。

この式により、乾燥飽和蒸気 s¢¢ のエントロピーを決定できます。

比容積v¢とv¢の境界値間の湿った飽和蒸気は、乾き飽和蒸気と水から構成されます。 湿った飽和蒸気1kgに含まれる乾き飽和蒸気の量を 乾燥の程度 、 または 蒸気含有量 。 この量を文字と呼びます バツ。 マグニチュード (1-x)呼ばれた 蒸気の湿度の度合い .

乾燥度を考慮すると、湿った飽和蒸気の比容積 v x

v x = v¢¢x + v¢(1-x)

気化熱 処方箋、エンタルピー 私は×、完全な暖かさ l×、 内部エネルギー う×とエントロピー sx湿った飽和蒸気の場合、 は次の値になります。

rx = rx; i x = i¢ + rx; l x = q + rx; u x = i¢ + rx – p s v s ; s x = s¢ + rx/T s

3. 蒸気過熱工程

乾燥飽和蒸気を沸点から一定圧力で過熱します。 ts設定温度まで t; この場合、蒸気の比容積は ヴァー前に v。 1kgの乾燥飽和蒸気を沸点から所定の温度まで過熱するのに費やす熱量を過熱熱といいます。 過熱の熱は次のように決定できます。

ここで、c p は、温度範囲 t s – t における蒸気の平均質量熱容量です (参照データから決定)。

値 q p については、次のように書くことができます。

q p = i – i¢ 、

ここで、I は過熱蒸気のエンタルピーです。

物質の実際の気体と液体の中間的な状態を通常、 蒸気状のまたは単に フェリー。液体が蒸気に変化するのは、 相転移ある集合状態から別の集合状態へ。 相転移中、物質の物理的特性の急激な変化が観察されます。

このような相転移の例としては、次のようなプロセスがあります。 沸騰見た目も流体も 湿った飽和蒸気そしてその後の湿気のない状態への移行 乾燥飽和蒸気または逆沸騰プロセス 結露飽和蒸気。

乾燥飽和蒸気の主な特性の 1 つは、さらに熱が供給されると蒸気の温度が上昇し、過熱蒸気の状態に移行し、熱が除去されると湿潤蒸気の状態に移行することです。飽和蒸気。 で

水の相状態

図 1. T, s 座標における水蒸気の状態図。

地域私– 気体状態（本物の気体の性質を持つ過熱蒸気）。

地域Ⅱ– 水と飽和水蒸気の平衡状態（二相状態）。 領域 II は蒸発領域とも呼ばれます。

地域Ⅲ– 液体状態（水）。 領域 III は EK 等温線によって制限されます。

地域Ⅳ– 固相と液相の平衡状態。

地域V- 固体の状態;

領域III、II、Iは分離されています 境界線 AK (左のライン) と KD (右のライン)。 境界線 AK と KD の共通点 K には特別な特性があり、次のように呼ばれます。 臨界点。 この点にはパラメータがあります pcr, vcrそして T cr、沸騰した水が過熱蒸気に変わり、二相領域をバイパスします。 したがって、水は Tcr を超える温度では存在できません。

臨界点 K には次のパラメータがあります。

pcr= 22.136 MPa; vcr= 0.00326 m 3 /kg; tcr= 374.15 °C。

価値観 p、t、vそして s両方の境界線は、水蒸気の熱力学特性の特別な表に示されています。

水から水蒸気を得る過程

図 2 と 3 は、水を沸騰まで加熱し、蒸気を生成し、蒸気を過熱するプロセスを示しています。 p、v- そして T、S-図。

圧力下の液体水の初期状態 p 0 で温度が 0 °C の状態が図に示されています。 p、vそして T、Sドット あ。 熱供給時 p= const 温度が上昇し、比容積が増加します。 ある時点で、水の温度は沸点に達します。 この場合、その状態はドットで示されます b.さらに熱が供給されると、蒸発が始まり、体積が大幅に増加します。 この場合、二相媒体、つまり水と蒸気の混合物が形成されます。 湿った飽和蒸気。 熱は液相の蒸発に費やされるため、混合物の温度は変化しません。 この段階での蒸発プロセスは等圧・等温であり、図では断面図として示されています。 紀元前。 そしてある時点ですべての水が蒸気に変わります。 乾燥した飽和した。 この状態は図では点で示されます c.

図 2. 水と水蒸気の P、V ダイアグラム。

図 3. 水と水蒸気の T、s の図。

さらに熱を供給すると、蒸気の温度が上昇し、蒸気の過熱プロセスが発生します。 CD。 ドット d過熱蒸気の状態を表します。 点の距離 d地点から と過熱蒸気の温度によって異なります。

水と蒸気のさまざまな状態に関連する量を示す指標:

• インデックス「0」の値は水の初期状態を指します。
• 添字「'」が付いた値は、沸騰（飽和）温度まで加熱された水を指します。
• インデックス「''」が付いた値は乾燥飽和蒸気を指します。
• インデックス付き数量 " バツ» 湿った飽和蒸気を指します。
• 指数のない値は過熱蒸気を指します。

高圧での蒸発プロセス p 1 > p 0という点に注目することができます ああ、温度 0 °C および新しい圧力における水の初期状態を表す図は、水の比容積が圧力にほとんど依存しないため、実質的に同じ鉛直上に留まります。

ドット b'（飽和温度の水の状態）が右にシフトします。 p、v-ダイアグラムと上昇します T、s-図。 これは、圧力が増加すると飽和温度が増加し、したがって水の比容積が増加するためです。

ドット c'（乾燥した飽和蒸気の状態）は、温度が上昇しても圧力が上昇すると蒸気の比容積が減少するため、左にシフトします。

たくさんの点を繋ぐ bそして c異なる圧力での下限と上限の境界曲線が得られます。 ああそして KC。から p、v- この図は、圧力が増加するにつれて比容積の差が大きくなることを示しています。 v」そして v'は減少し、特定の圧力ではゼロになります。 この点は臨界と呼ばれ、境界曲線は収束します。 ああそして KC。ポイントに対応する状態 k、と呼ばれる 致命的。その中で蒸気と水は同じ比容積を持ち、互いに性質に違いがないという事実によって特徴付けられます。 曲線的な三角形の中にある領域 BKC(V p、v-図）、湿った飽和蒸気に相当します。

過熱蒸気の状態は、上部境界曲線の上にある点で表されます。 KC.

の上 T、S-ダイアグラムエリア0 腹筋液体の水を飽和温度まで加熱するのに必要な熱量に相当します。

供給熱量 J/kg、蒸発熱に等しい り、面積で表すと s'bcs、そしてそれに対して次の関係が成り立ちます。

r = T(s'' — s').

水蒸気が過熱する過程で供給される熱量は面積で表されます。 s″cd.

の上 T、Sこの図は、圧力が増加すると蒸発熱が減少し、臨界点ではゼロになることを示しています。

いつもの T、S線図は、熱量が曲線の面積で表されるため、実際の使用には大きな支障があるため、理論研究で使用されます。

熱力学に関する私の講義ノートと教科書「エネルギーの基礎」の資料に基づいています。 著者G.F.ビストリツキー。 第 2 版、改訂版。 そして追加の - M.: KNORUS、2011. - 352 p.

「蒸気」と聞くと、私がまだ小学生だった頃を思い出します。 そして、両親が学校から帰宅すると、昼食の準備を始め、ガスコンロに水を入れた鍋を置きました。 そして10分後、鍋に最初の泡が現れ始めました。 このプロセスはいつも私を魅了し、永遠に眺めていられるような気がしました。 そして、泡が出てしばらくすると、蒸気そのものが流れ始めました。 ある日、私は母に「この白い雲はどこから来るの？」と尋ねました。 （私は彼らをそう呼んでいました）。 それに対して彼女はこう答えました。「これはすべて水の加熱が原因で起こります。」 その答えは蒸気の形成プロセスの全体像を与えるものではありませんでしたが、学校の物理の授業で蒸気について知りたいことはすべて学びました。 それで...

水蒸気とは何ですか?

科学的な観点から見ると、水蒸気は単純に 水自体の 3 つの物理的状態の 1 つ。 水を加熱すると発生することが知られています。 彼女と同じように、蒸気には色も味も匂いもありません。 しかし、蒸気の雲にはその体積に応じた独自の圧力があることを誰もが知っているわけではありません。 そしてそれは次のように表現されます パスカル（有名な科学者に敬意を表して）。

水蒸気が私たちの周りにあるのは、キッチンで何かを調理するときだけではありません。 それは街の空気や雰囲気の中に常に含まれています。 そしてその含有率はと呼ばれます 「絶対湿度」。

水蒸気に関する事実とその特徴

興味深い点がいくつかあります。

• 温度が高いほど、水に作用し、 蒸発プロセスがより速く発生します。
• その上、 蒸発速度は領域サイズとともに増加しますこの水が存在する表面。 言い換えれば、幅の広い金属カップの上で水の小さな層を加熱し始めると、蒸発が非常に早く起こります。
• 植物の生命には液体の水だけでなく、気体の水も必要です。。 この事実は、あらゆる植物の葉から蒸発が絶えず流れ、それを冷却するという事実によって説明できます。 暑い日に木の葉に触れてみると、涼しいことがわかります。
• 同じことが人間にも当てはまり、上記の植物と同じシステムが私たちにも機能します。 暑い日には、煙が肌を冷やします。。 驚くべきことに、軽い負荷でも、私たちの体は 1 時間あたり約 2 リットルの水分を排出します。 ストレスの増加と夏の暑い日については何と言えるでしょうか?

これが、蒸気の本質と私たちの世界におけるその役割を説明する方法です。 たくさんの興味深いことを発見していただければ幸いです。

水蒸気。 蒸気は、適切な温度と圧力で液体から得られる気体です。 すべてのガスは、 液体状態に変化するため、気体と蒸気の間に線を引くことは困難です。 技術的には、蒸気は液体に変わる直前の状態の気体であると考えられています。 気体と蒸気の性質には大きな違いがあるため、この用語の違いは非常に適切です。 水蒸気は、テクノロジーで使用される蒸気の中で最も重要です。 蒸気機関（蒸気機関や蒸気タービン）の作動流体として、また加熱や加熱の目的で使用されます。 蒸気は、それが得られる液体と混合しているか、分離しているかによって性質が大きく異なります。 前者の場合、蒸気は飽和と呼ばれ、後者の場合、過熱と呼ばれます。 技術的には、当初はほぼ飽和蒸気のみが使用されていましたが、現在では過熱蒸気が蒸気エンジンで最も広く使用されており、その特性が注意深く研究されています。

I. 飽和蒸気。 蒸発プロセスは、グラフィック画像、たとえば、p、v 座標の図 (比圧力は kg/cm2、比容積は m3/kg) によってよく理解されます。 図では。 図１は、１ｋｇの水の蒸発プロセスの概略図を示す。 点ａ ２ は、０°、圧力ｐ ２ における１ｋｇの水の状態を示し、この点の横軸はこの量の体積を示し、縦軸は水が存在する圧力を示す。

曲線 a 2 aa 1 は、圧力の増加に伴う 1 kg の水の体積の変化を示しています。 点 a 2、a、a 1 の圧力はそれぞれ p 2、p、p 1 kg 1 cm 2 に等しくなります。 実際、この変化は非常に小さく、技術的な問題では、水の比容積は圧力とは無関係であると考えることができます（つまり、線 a 2 aa 1 は縦軸に平行な直線と見なすことができます）。 圧力を一定に保ちながら、取り出した量の水を加熱すると、水の温度が上昇し、ある値になると水が蒸発し始めます。 水が加熱されると、理論的には、その比容積はわずかに増加します（少なくとも 4°、つまり水の密度が最も高い温度から始まります）。 したがって、異なる圧力 (p 2、p、p 1) で蒸発が始まる点は、別の曲線 b 2 bb 1 上に位置します。 実際、温度の上昇に伴う水の体積の増加はわずかであるため、低圧および低温度では、水の比体積は一定の値と見なすことができます。 点 b 2、b、b 1 における水の比容積をそれぞれ v" 2、v"、v" 1 で表します。b 2 bb 1 曲線を下限曲線と呼びます。蒸発が始まる温度が決まります。加熱された水の圧力によって決まります. 蒸発の全時間中、圧力が一定に保たれる場合、この温度は変化しません. したがって、飽和蒸気の温度は圧力 p のみの関数であるということになります. 蒸発プロセスを表す線を考慮すると、たとえば、bcd では、蒸発の過程で蒸気と液体の混合物の体積は、蒸発する水の量が増加するにつれて増加することがわかります。ある点 d では、すべての水が消え、純粋な蒸気が得られます。点 d は、さまざまな場合に得られます。圧力は特定の曲線 d 1 dd 2 を形成します。これは次のように呼ばれます。 上限曲線、 または 乾き飽和蒸気曲線; この状態（水の蒸発が終わったばかりの状態）の蒸気を「蒸気」といいます。 乾燥飽和蒸気。 圧力を一定のまま、点 d 以降 (ある点 e に向かって) 加熱を続けると、蒸気の温度が上昇し始めます。 この状態の蒸気を過熱といいます。 したがって、3 つの領域が得られます。線 d 1 dd 2 の右側 - 過熱蒸気の領域、線 b 1 bb 2 と線 d 1 dd 2 の間 - 飽和蒸気の領域、線 b の左側1 bb 2 - 液体の水の領域。 中間点 c には、蒸気と水の混合物があります。

この混合物の状態を特徴付けるには、混合物に含まれる蒸気の量 x が使用されます。 混合物の重量が 1 kg (採取した水の重量に等しい) の場合、この値 x はと呼ばれます。 混合物中の蒸気の割合、 または 混合物の蒸気含有量; 混合物中の水の量は (1-x) kg になります。 v" m 3 / kg が温度 t、圧力 p kg/cm 2 における乾燥飽和蒸気の比容積、および同じ条件下での水の体積 v" である場合、混合物の体積 v は次の式で求められます。式：

体積 v" と v"、したがってそれらの差 v"-v" は圧力 p (または温度 t) の関数です。 水蒸気の t に対する p の依存性を決定する関数の形式は非常に複雑です。 この依存性については多くの経験式がありますが、それらはすべて独立変数 t の特定の限定された区間にのみ適しています。 20 ～ 230° の温度に対する Regnault は次の式を与えます。

現在、デュプレ・ヘルツの公式がよく使用されます。

ここで、k、m、n は定数です。

シューレはこの式を次のように与えます。

そして温度については次のようになります。

a) 20～100°の間

(p - kg/cm 2 単位、T - 絶対蒸気温度);

b) 100°と200°の間

c) 200～350°の間

温度の関数としての蒸気圧力 p 曲線の性質を図に示します。 2.

実際には、p と t の関係を示すテーブルを直接使用します。 これらの表は正確な実験に基づいて作成されています。 乾燥飽和蒸気の比容積を求めるには、理論的に導出されたクラペイロン-クラウジウスの公式があります。 モリエルの経験式を使用することもできます。

水1kgを0からt°（蒸発開始）まで加熱するのに必要な熱量qは次のように表されます。

ここで、c は水の熱容量であり、広範囲にわたって 1 とほとんど変わりません。 したがって、次の近似式を使用します。

しかし、Regnault は、高温では c が顕著に増加することをすでに確信しており、q について次の式を与えました。

現代では、s (ディテリチ式) について次のデータが得られます。

m が 0 ～ t° の範囲の平均熱容量の場合、次の式が与えられます。

ドイツ物理工科大学の実験データはこの式から多少逸脱しており、その観察結果から次の c の値が得られます。

ある温度まで加熱された水を蒸気に変えるには、やはり一定量の熱 r を消費する必要があります。 気化潜熱.

現在、この熱消費は 2 つの部分に分けられます。1) 水が蒸気になるときに体積が増加する外部仕事に向かう熱 Ψ (外部蒸発潜熱)、2) 内部仕事に向かう熱 ϱ水の蒸発中に起こる分子の分離（内部蒸発潜熱）。 外部蒸発潜熱

ここで、A = 1/427 は機械的仕事の熱等価です。

したがって

r については、次の式が与えられます (ドイツ物理工科大学での実験に基づく)。

総蒸発熱 λ、つまり 0°で採取した水を温度 t の蒸気に変換するのに必要な熱量は、明らかに q + r に等しくなります。 Regnault は λ について次の式を与えました。

この式により、最新の実験データに近い結果が得られます。 シュールはこう言います。

内部エネルギー 0°の水のuはゼロであると仮定されます。 水を加熱するときの増加量を見つけるには、圧力と温度の変化に伴う水の比容積の変化の性質、つまり曲線 a 2 aa 1 および b 2 bb 1 の種類を見つける必要があります (図 1)。 1)。 最も単純な仮定は、これらの線を直線とみなし、さらに互いに一致させることです。つまり、水の比容積 v" を圧力にも温度にも依存しない一定値 (v" = 0.001) とみなすことです。 m 3 /kg）。 この仮定の下では、液体の加熱に使用されるすべての熱、つまり q は内部エネルギーを増加させるために使われます (この加熱中に外部仕事は行われないため)。 ただし、この仮定は比較的低い圧力にのみ適しています (ツァイナーのテーブルは 20 kg/cm 2 の圧力まで許容されます)。 臨界圧力 (225 kg/cm2) と臨界温度 (374°) に達する現代のテーブル (Mollier et al.) は、もちろん水の体積の変化を無視できません (臨界圧力と臨界温度における水の比体積は0.0031 m 2 /kg、つまり 0° の 3 倍以上）。 しかし、Stodola と Knoblauch は、q の値について上に示した Diterici の式が (q の値ではなく) 内部エネルギーの変化の値を正確に与えることを示しました。 ただし、80 kg/cm2 の圧力まではこれらの値の差はわずかです。 したがって、水の場合、内部エネルギーは液体の熱に等しいと仮定します: u" = q。蒸発期間中、内部エネルギーは蒸発の内部潜熱 ϱ の量だけ増加します。乾燥飽和蒸気の量は次のようになります。 (図3)。

蒸気の比率 x の混合物の場合、次の式が得られます。

蒸発熱と圧力の温度依存性を図に示します。 3.

モリエルは、方程式によって定義され、次のように呼ばれる熱力学関数 i を技術的熱力学に導入しました。 熱量。 蒸気比率 x の混合物の場合、次のようになります。

または、キャスト後:

水 (x = 0) の場合、次のようになります。

乾燥飽和蒸気の場合:

積 APv" の値は、値 q と比較しても非常に小さい (値 q + r = λ と比較するとさらに小さい)。したがって、次のことを受け入れることができます。

したがって、モリエルの表では、q と λ の値が与えられるのではなく、p または t° の関数としての i" と i" の値が与えられます。 飽和蒸気のエントロピーは、すべての物体の微分式 dQ によって求められ、次の形式になります。

飽和水蒸気用

最初の項は水が加熱されたときのエントロピーの増加を表し、第 2 項は蒸発中の混合物のエントロピーの増加を表します。 信じる

我々が得る または、以下を統合します。

s" を計算するとき、比容積 v" の変化も通常は無視され、飽和蒸気に関するすべての問題を解決するために表が使用されると想定されていることに注意してください。 以前はゼイナー テーブルがテクノロジーで使用されていましたが、現在は廃止されています。 Schüle、Knoblauch、または Mollier のテーブルを使用できます。

これらすべての表では、圧力と温度が臨界状態になります。 表には、飽和蒸気の温度と圧力、水と蒸気の比容積と蒸気の比重、液体と蒸気のエントロピー、水と蒸気の熱量、総蒸発潜熱、内部エネルギー、内部および蒸気の熱量、外部潜熱。 一部の問題 (コンデンサなどに関連するもの) については、圧力または温度の小さな間隔で特別なテーブルが作成されます。

蒸気のあらゆる変化の中で、断熱変化は特に興味深いものです。 かもしれない。 点ごとに勉強しました。 断熱の開始点 1 が与えられるとします (図 4)。圧力 p 1 と蒸気の割合 x 1 によって決まります。 点 1 を通過する断熱経路上にあり、圧力 p 2 によって決定される点 2 での蒸気の状態を決定する必要があります。 x2 を求めるには、点 1 と点 2 でのエントロピーが等しい条件が次のように表されます。

この式では、量 s" 1、r 1 /T 1、s" 2 および r 2 /T 2 は、与えられた圧力 p 1 および p 2 から求められ、蒸気の割合 x 1 が与えられ、x 2 のみが求められます。は不明です。 点 2 での比容積 v -2 は、次の式で求められます。

量 v"" 2 と v" 2 は表から求められます。考慮中の断熱変化の外部仕事は、変化の開始時と終了時の内部エネルギーの差から求められます。

計算を簡素化するために、断熱変化を研究する場合には、断熱をポリトロープとして表す経験的なツァイナー方程式がよく使用されます。

指数 μ は、蒸気の初期比率 x 1 によって次のように表されます。

この式は、x 1 = 0.7 から x 1 = 1 までの範囲に適用できます。初期に蒸気の割合が高く、0.5 を超える断熱膨張には、蒸気の一部の水への変換 (x の減少) が伴います。 初期蒸気比率が 0.5 未満では、逆に断熱膨張を伴い、水の一部が蒸発します。 飽和蒸気の変化の他の場合の公式は、熱力学の専門教科書に記載されています。

II. 過熱水蒸気。 過熱蒸気に対する注目は、前世紀の 60 年代に遡ります。ギルンの実験の結果、蒸気エンジンで過熱蒸気を使用すると大きな利点が得られることが示されました。 しかし、過熱蒸気は、V. シュミットが特に高過熱蒸気 (300 ～ 350°) を生成するための特別な設計の過熱器を作成してから特に普及しました。 これらの過熱器は、最初 (1894 ～ 1895 年) 定置式蒸気エンジンに、次に機関車エンジンに、そして 20 世紀には蒸気タービンに広く応用されました。 現在、過熱蒸気を使用せずに設置できる設備はほとんどありません。過熱蒸気は 400 ～ 420°になります。 このような高い過熱度の合理的な利用を可能にするために、過熱蒸気の性質そのものが注意深く研究されました。 過熱蒸気の最初の理論はゼイナーによって与えられました。 彼女はレグノーのいくつかの実験に頼った。 その主な規定は次のとおりです。 1) 圧力のみの関数である追加項によって理想気体の方程式とは異なる特殊なタイプの状態方程式。 2) 一定値の一定圧力における熱容量 c p の許容値: c p = 0.48。 これらの仮定は両方とも、より広範囲にわたって実施された過熱蒸気の特性に関する実験では確認されませんでした。 特に重要なのは、1900 年頃に始まり、今日まで続いているミュンヘン技術物理研究所の大規模な実験です。 過熱蒸気の新しい理論は 1900 年から 1903 年にかけて与えられました。 イギリスの Callender とドイツの Mollier が研究しましたが、この理論から得られた定圧力での熱容量の式は最新の実験データと完全に一致していないため、最終的なものではありませんでした。 したがって、実験結果とより一致する過熱蒸気の状態方程式を構築するために、多くの新しい試みが行われています。

これらの試みから、アイヒェルベルグ方程式が有名になりました。 これらの試みは、モリエール (1925-1927) の新しい理論で最終的に完成し、彼の最後の表の編集につながりました。 Mollier は非常に一貫した表記法を採用しており、上で部分的に使用しました。 モリエルの指定: P - 圧力 (kg/m 2 絶対値)、p - 圧力 (kg/cm 2 絶対値)、v - 比容積 (m 3 /kg)、γ = 1/v 比重 (kg/m 3)、t - 0°からの温度、T = t° + 273° - 絶対温度、A = 1/427 - 機械的仕事の熱当量、R = 47.1 - 気体定数 (水蒸気の場合)、s - エントロピー、i - Cal の熱量/kg、u = i–APv - 内部エネルギー (Cal/kg)、ϕ = s – i/T、c p - 定圧での熱容量、c ii p = 0.47 – p = 0 における c p の限界値。

「 」と「 」のアイコンは、水そのものと乾燥した飽和蒸気を指します。 モリエル方程式より

熱力学の I 法則と II 法則から生じる式を使用すると、過熱蒸気を特徴付ける最も重要な量、つまり s、i、u、c p がすべて得られます。 Mollier は、次の温度補助関数を導入しました。

これらの関数を使用すると、次の式が得られます。

過熱蒸気の比容積やその他の量を求める式は非常に複雑で、計算には不便です。 したがって、最新のモリエル表には、圧力と温度の関数として過熱蒸気を特徴付ける最も重要な量の計算値が含まれています。 モリエルテーブルの助けを借りて、過熱蒸気に関連するすべての問題は非常に簡単かつ十分な精度で解決されます。 また、特定の制限内 (最大 20 ～ 25 kg/cm 3) 内の過熱蒸気の断熱変化については、ポリトロープ方程式の値が維持されることにも注意してください: pv 1.3 = Const。 最後に、過熱蒸気に関する多くの疑問が生じるかもしれません。 グラフィカルな手法、特に IS モリエル線図を使用して解決します。 この図には、一定の圧力、一定の温度、一定の体積の曲線が含まれています。 それ。 図から圧力と温度の関数として v、s、i の値を直接取得できます。 この図では、断熱層は縦軸に平行な直線で描かれています。 断熱膨張の開始と終了に対応する熱量の値の違いを見つけるのは特に簡単です。 これらの差は蒸気流出量を求めるために必要です。

トピック 2. 熱工学の基礎。

熱工学熱を取得、変換、伝達、使用する方法を研究する科学です。 熱エネルギーは燃料と呼ばれる有機物を燃やすことで得られます。

熱工学の基本は次のとおりです。

1. 熱力学は、熱エネルギーの他の種類のエネルギーへの変換 (例: 熱エネルギーから機械的、化学的エネルギーなど) を研究する科学です。

2. 熱伝達 - 加熱面を介した 2 つの冷却剤間の熱交換を研究します。

作動流体は、熱を伝達することができる冷却剤 (水蒸気または熱水) です。

ボイラー室の冷媒（作動流体）は150℃の温水や水蒸気、あるいは蒸気です。 と最高250℃までの温度。 温水は衛生的であることと、外気温によって温度が変化しやすいため、住宅や公共の建物の暖房に使用されています。 水は蒸気に比べて密度が高いため、少量の冷却剤で長距離にわたって大量の熱を伝達できます。 暖房装置での粉塵の燃焼や暖房装置による火傷を避けるために、建物の暖房システムには 95°C 以下の温度で水が供給されます。 蒸気は工業用建物の暖房や生産および技術システムに使用されます。

作動流体パラメータ

冷却剤は、熱エネルギーを受け取ったり放出したりして、その状態を変化させます。

例えば：蒸気ボイラー内の水は加熱され、一定の温度と圧力を持った蒸気になります。 蒸気は蒸気給湯器に入り、冷却されて凝縮水になります。 加熱された水の温度が上昇し、蒸気と凝縮水の温度が低下します。

作動流体の主なパラメータは、温度、圧力、比容積、密度です。

t、P-は圧力計、温度計などの機器によって決定されます。

比容積、比重は計算値です。

1.比容積- 物質の質量単位が占める体積

0℃、大気圧760mmHg。 (通常の状態において)

ここで、V-体積（m 3）。 mは物質の質量(kg)です。 標準状態：P=760mm h.st. t=20℃

2. 密度- 物質の体積に対する質量の比率。 各物質には独自の密度があります。

実際には、相対密度が使用されます。通常の状態 (t° = 0°C: 760 mm Hg) での、特定のガスの密度と標準物質 (空気) の密度の比です。

空気の密度とメタンの密度を比較することで、どの場所からメタンの存在をサンプリングするかを決定できます。

我々が得る、

ガスは空気より軽いため、任意の容積の上部に充填され、サンプルはボイラー炉、井戸、チャンバー、部屋の上部から採取されます。 敷地上部にはガス分析計が設置されています。

（重油は軽いので上部を占めます）

一酸化炭素の密度は空気の密度とほぼ同じであるため、一酸化炭素のサンプルは床から1.5メートルの位置で採取されます。

3。 プレッシャー- 単位表面積あたりに作用するこの力。

圧力が 1 に等しい ん、 1 m 2 の表面に均一に分布した圧力は圧力の単位とみなされ、1 Pa に等しくなります。 (N/m2) SI システムでは (現在学校、本ではすべてが Pa 語であり、楽器も Pa 語です)。

Pa の値は小さい値です。たとえば、1 kg の水を取り、1 メートル以上注ぐと、1 mm.in.st になります。 したがって、乗数と接頭語 (MPa、KPa...) が導入されます。

テクノロジーではより大きな測定単位が使用されています

1kPa=103Pa; 1MPa=10bPa; 1 GPa = 10 9 Pa。

非システム圧力単位 kgf/m2; kgf/cm 2 ; mm.h.st.; mm.h.st.

1 kgf/m 2 = 1 mm.in st =9.8Pa

1 kgf/cm 2 = 9.8。 10 4 Pa ～ 10 5 Pa = 10 4 kgf/m2

圧力は物理的および技術的な雰囲気で測定されることがよくあります。

物理的な雰囲気- 海面における平均大気圧。

1気圧 = 1.01325。 10 5 Pa = 760 mm Hg。 = 水深10.33メートル。 st = 1.0330 mm h。 美術。 = 1.033kgf/cm2。

技術的な雰囲気 - 1 kgfの力によって生じる圧力は、それに垂直な面積1 cm 2の表面全体に均一に分布します。

1at = 735 mm Hg。 美術。 = 10m.v. 美術。 = 10,000 mm h。 美術。 = =0.1MPa=1kgf/cm2

1 んん V. 美術。 - 高さ 1 の水柱の静水圧に等しい力 んん平らなベースの上に 1 んん V. st = 9.8 Pa。

1 んん。 RT。 st - 高さ 1 の水銀柱の静水圧に等しい力 んん平らなベースの上に。 1 んん RT。 美術。 = 13.6mm。 V. 美術。

ポンプの技術的特性では、圧力の代わりに圧力という用語が使用されます。 圧力の測定単位は mW.O です。 美術。 例えば：ポンプによって生成される圧力は 50 メートル水 美術。 これは水を50の高さまで上げることができることを意味します メートル。

圧力の種類: 過剰、真空（真空、ドラフト）、絶対、大気圧 .

ニードルがゼロより大きい方向にずれると過剰圧力となり、ゼロより下にずれると真空となります。

絶対圧力:

P abs = P ex + P atm

P abs = P vac + P atm

P abs = P atm - 溶解した P

ここで、P atm = 1 kgf/cm 2

大気圧- 海面における平均大気圧 t° = 0℃および通常の大気 R=760 んん。 RT。 美術。

過圧- 大気圧を超える圧力（密閉空間内）。 ボイラー室には過剰な圧力のかかった水、ボイラーやパイプライン内の蒸気があります。 リズブ。 圧力計で測定。

真空（真空）- 閉じた空間内の圧力は大気圧 (真空) よりも低くなります。 ボイラーの炉と煙突は真空下にあります。 真空度はドラフトゲージで測定されます。

絶対圧力- 大気圧を考慮した過剰な圧力または真空。

意図された目的によれば、圧力は次のようになります。

1)。 チャネル - t=20℃での最高圧力

2)。 作動 – ボイラー内の最大過剰圧力。これにより、通常の運転条件下でのボイラーの長期運転が保証されます（製造説明書に示されています）。

3)。 許可 - 技術試験または制御強度計算の結果に基づいて確立された最大許容圧力。

4)。 設計 - ボイラー要素の強度が計算される最大過剰圧力。

5)。 Rtest - 強度と密度に関するボイラー要素の水圧試験が実行される過剰圧力（技術試験の種類の 1 つ）。

4. 温度- これは体の発熱の度合いで、度単位で測定されます。 より加熱された物体からより加熱されていない物体への自発的熱伝達の方向を決定します。

熱伝達は、温度が等しくなるまで、つまり温度平衡が生じるまで行われます。

国際ケルビンと実用的な摂氏 t °C の 2 つのスケールが使用されます。

このスケールでは、ゼロは氷の融点、100 度は気圧における水の沸点です。 圧力 (760 んん RT。 美術。）。

絶対零度 (分子の動きが存在しない理論的に可能な最低温度) は、ケルビン熱力学温度スケールの基準点として使用されます。 指定された T.

1 ケルビンは摂氏 1 度に相当します

氷の融解温度は273Kです。 水の沸点は373Kです

T=t + 273; t = T-273

沸点は圧力に依存します。

例えば、で R a b c = 1,7 kgf/cm2。水が沸騰するのは、 t = 115℃。

5. 温かさ -より加熱された物体からより温度の低い物体へ伝達されるエネルギー。

熱とエネルギーの SI 単位はジュール (J) です。 熱測定の非体系単位はカロリー ( カロリー）。

1 カロリー- 1 gのH 2 Oを1℃加熱するのに必要な熱量

P = 760 んん。水銀

1 カロリー=4.19J

6. 熱容量 – 体の熱を吸収する能力 . 同じ質量の 2 つの異なる物質を同じ温度まで加熱するには、異なる量の熱を消費する必要があります。

水の比熱容量は、温度を 1℃上昇させるために物質単位が供給しなければならない熱量であり、1 に相当します。 kcal/kg 度

熱伝達の方法。

熱伝達には次の 3 つの方法があります。

1.熱伝導率;

放射線（放射線）、３．

3.対流。

熱伝導率-

分子、原子、自由電子の熱運動による熱伝達。

各物質には独自の熱伝導率があり、材料の化学組成、構造、水分含有量によって異なります。

熱伝導率の定量的特性は、熱伝導率係数です。これは、単位時間あたりに単位加熱面を介して、差を伴って伝達される熱の量です。 t約Cで壁の厚さは1メートルです。

熱伝導率 ( ):

銅 = 330 kcal . んん 2. h . 雹

鋳鉄 = 5 4 kcal . んん 2. h . 雹

スチール =39 kcal . んん 2. h . 雹

金属は熱伝導率が高く、銅が最適であることがわかります。

アスベスト =0.15 kcal . んん 2. h . 雹

煤=0.05～0、 kcal . んん 2. h . 雹

スケール =0.07-2 kcal . んん 2. h . 雹

空気 =0.02 kcal . んん 2. h . 雹

多孔質体（アスベスト、すす、スケール）は熱をあまり伝えません。

すす煙道ガスからボイラー壁への熱の伝達が困難になるため (鉄よりも熱伝導が 100 倍悪い)、過剰な燃料消費と蒸気または熱水の生成の減少につながります。 煤が存在すると、煙道ガスの温度が上昇します。 これらすべてがボイラーの効率の低下につながります。 ボイラー運転時 毎時機器（ロゴメーター）を使用して、炭素ガスのtが監視され、その値は次のように表示されます。 体制図ボイラー 炭素ガスの温度が上昇すると、加熱面が吹き飛ばされます。

規模パイプの内側に熱伝導性が悪く（鉄よりも 30 ～ 50 倍悪い）、ボイラー壁から水への熱伝達が減少し、その結果、壁が過熱して変形し、破裂（ボイラーパイプの破裂）します。 スケールは鋼鉄よりも熱伝導率が 30 ～ 50 倍悪い

対流 -

粒子間での混合または移動による熱伝達 (液体と気体の場合にのみ典型的)。 自然対流と強制対流があります。

自然対流- 不均一に加熱された層の密度の違いによる液体または気体の自由な動き。

強制対流- ポンプ、排煙装置、ファンによって生成される圧力または真空による液体または気体の強制的な移動。

対流熱伝達を高める方法:

§ 流速の増加。

§ 乱流化 (渦);

§ 加熱面の増加（フィンの設置により）。

§ 加熱媒体と加熱媒体の間の温度差を大きくする。

§ メディアの逆流運動 (向流)。

放射線（放射線） -

電磁振動を媒介とする放射エネルギーによる、互いに離れた位置にある物体間の熱交換。熱エネルギーは放射エネルギーに、またその逆に、放射から熱に変換されます。

放射線は、特に研究対象の物体が高温で、加熱された表面に垂直に放射線が照射される場合、熱を伝達する最も効果的な方法です。

ボイラー炉内の輻射による熱伝達を改善するために、特別なスロットが耐火材料で作られており、同時に熱エミッターと燃焼安定剤としても機能します。

ボイラーの加熱面は、一方の側ではガスによって洗浄され、もう一方の側では水によって洗浄される表面です。

上で説明した 3種類の熱交換純粋な形で見つかることはほとんどありません。 ほぼ 1 つのタイプの熱交換には、別のタイプの熱交換が伴います。 ボイラーには 3 種類の熱交換がすべて存在し、これを複合熱交換と呼びます。

ボイラー炉内:

A) バーナーからボイラーパイプの外面まで - 放射線。

B) 発生した排ガスから壁へ - 対流によって

B) パイプ壁の外面から内面まで - 熱伝導率。

D) パイプ壁の内面から水まで、表面に沿った循環 - 対流によって。

隔壁を介してある媒体から別の媒体に熱が伝わることを熱伝達といいます。

水、水蒸気とその性質

水は水素と酸素の最も単純な化合物であり、通常の条件下では安定であり、水の最高密度は t = 4 ℃で 1000 kg/m 3 です。

他の液体と同様に、水は水力学の法則に従います。 ほとんど圧縮しないため、すべての方向に同じ力で圧力を伝えることができます。 形状の異なる複数の船が互いに接続されている場合、水位はどこでも同じになります（連絡船の法則）。