Tlak páry vody - Vapour pressure of water

The tlak par vody je tlak, při kterém vodní pára je v termodynamické rovnováze s kondenzovaným stavem. Při vyšších tlacích voda bych kondenzovat. Voda tlak par je částečný tlak vodní páry v jakékoli plynné směsi v rovnováze s pevnou nebo kapalnou vodou. Stejně jako u jiných látek je tlak vodní páry funkcí teplota a lze je určit pomocí Clausius-Clapeyronův vztah.

Tlak páry vody (0–100 ° C)^[1]
T, ° C	T, ° F	P, kPa	P, torr	P, bankomat
0	32	0.6113	4.5851	0.0060
5	41	0.8726	6.5450	0.0086
10	50	1.2281	9.2115	0.0121
15	59	1.7056	12.7931	0.0168
20	68	2.3388	17.5424	0.0231
25	77	3.1690	23.7695	0.0313
30	86	4.2455	31.8439	0.0419
35	95	5.6267	42.2037	0.0555
40	104	7.3814	55.3651	0.0728
45	113	9.5898	71.9294	0.0946
50	122	12.3440	92.5876	0.1218
55	131	15.7520	118.1497	0.1555
60	140	19.9320	149.5023	0.1967
65	149	25.0220	187.6804	0.2469
70	158	31.1760	233.8392	0.3077
75	167	38.5630	289.2463	0.3806
80	176	47.3730	355.3267	0.4675
85	185	57.8150	433.6482	0.5706
90	194	70.1170	525.9208	0.6920
95	203	84.5290	634.0196	0.8342
100	212	101.3200	759.9625	1.0000

Aproximační vzorce

Existuje mnoho publikovaných aproximací pro výpočet tlaku nasycených par nad vodou a nad ledem. Některé z nich jsou (v přibližném pořadí podle rostoucí přesnosti):

${displaystyle P = exp left (20,386 - {frac {5132} {T}} ight), (Rov. 1)}$

kde

P

je tlak par v mmHg a

T

je teplota v kelvinů.

The Antoinová rovnice

{displaystyle log _ {10} P = A- {frac {B} {C + T}},}

kde teplota

T

je v stupňů Celsia (° C) a tlak par

P

je v mmHg. Konstanty jsou uvedeny jako

$A$	$B$	$C$	$T min$ ° C	$T max$ ° C
8.07131	1730.63	233.426	1	99
8.14019	1810.94	244.485	100	374

Rovnice August-Roche-Magnus (nebo Magnus-Tetens nebo Magnus), jak je popsáno v Alduchov a Eskridge (1996).^[2] Rovnice 23 palců ^[2] poskytuje zde použité koeficienty. Viz také diskuze o Clausius-Clapeyronových aproximacích používaných v meteorologii a klimatologii.

{displaystyle P = 0,61094exp left ({frac {17.625T} {T + 243.04}} ight),}

kde teplota $T$ je ve ° C a tlaku par $P$ je v kilopascalů (kPa)

The Tetenova rovnice

{displaystyle P = 0,61078exp vlevo ({frac {17.27T} {T + 237.3}} vpravo),}

kde teplota $T$ je ve ° C a $P$ je v kPa

The Buckova rovnice.

{displaystyle P = 0,61121exp left (left (18.678- {frac {T} {234.5}} ight) left ({frac {T} {257.14 + T}} ight) ight),}

kde $T$ je ve ° C a $P$ je v kPa.

The Goff-Gratch (1946) rovnice.^[3]

Přesnost různých formulací

Zde je srovnání přesností těchto různých explicitních formulací, které ukazují tlaky nasycených par pro kapalnou vodu v kPa, počítané při šesti teplotách s jejich procentuální chybou z tabulkových hodnot Lide (2005):

$T$ (° C)	$P$ (Lide Table)	$P$ (Rovnice 1)	$P$ (Antoine)	$P$ (Magnus)	$P$ (Teteny)	$P$ (Dolar)	$P$ (Goff-Gratch)
0	0.6113	0.6593 (+7.85%)	0.6056 (-0.93%)	0.6109 (-0.06%)	0.6108 (-0.09%)	0.6112 (-0.01%)	0.6089 (-0.40%)
20	2.3388	2.3755 (+1.57%)	2.3296 (-0.39%)	2.3334 (-0.23%)	2.3382 (+0.05%)	2.3383 (-0.02%)	2.3355 (-0.14%)
35	5.6267	5.5696 (-1.01%)	5.6090 (-0.31%)	5.6176 (-0.16%)	5.6225 (+0.04%)	5.6268 (+0.00%)	5.6221 (-0.08%)
50	12.344	12.065 (-2.26%)	12.306 (-0.31%)	12.361 (+0.13%)	12.336 (+0.08%)	12.349 (+0.04%)	12.338 (-0.05%)
75	38.563	37.738 (-2.14%)	38.463 (-0.26%)	39.000 (+1.13%)	38.646 (+0.40%)	38.595 (+0.08%)	38.555 (-0.02%)
100	101.32	101.31 (-0.01%)	101.34 (+0.02%)	104.077 (+2.72%)	102.21 (+1.10%)	101.31 (-0.01%)	101.32 (0.00%)

Podrobnější diskuse o přesnosti a úvahách o nepřesnosti v měření teploty je uvedena v Alduchov a Eskridge (1996). Analýza zde ukazuje jednoduchý nepřiřazený vzorec a Antoinova rovnice je přiměřeně přesná při 100 ° C, ale poměrně špatná pro nižší teploty nad bodem mrazu. Tetens je mnohem přesnější v rozmezí od 0 do 50 ° C a velmi konkurenceschopný při 75 ° C, ale Antoine's je lepší při 75 ° C a vyšších. Nepřiřazený vzorec musí mít nulovou chybu kolem 26 ° C, ale má velmi špatnou přesnost mimo velmi úzký rozsah. Tetenovy rovnice jsou obecně mnohem přesnější a pravděpodobně jednodušší pro použití při každodenních teplotách (např. V meteorologii). Podle očekávání, Buckova rovnice pro $T$ > 0 ° C je výrazně přesnější než Tetens a jeho nadřazenost se výrazně zvyšuje nad 50 ° C, i když je jeho použití komplikovanější. Buckova rovnice je dokonce lepší než složitější Goff-Gratchova rovnice v rozsahu potřebném pro praktickou meteorologii.

Numerické aproximace

Pro seriózní výpočet, Lowe (1977)^[4] vyvinuli dva páry rovnic pro teploty nad a pod bodem mrazu s různou úrovní přesnosti. Všechny jsou velmi přesné (ve srovnání s Clausius-Clapeyron a Goff-Gratch ), ale pro velmi efektivní výpočet používejte vnořené polynomy. Existují však novější recenze možných lepších formulací, zejména Wexler (1976, 1977),^[5]^[6] uvádí Flatau et al. (1992).^[7]

Grafická závislost tlaku na teplotě

Diagramy tlaku páry vody; data převzata z Dortmundská datová banka. Grafika ukazuje trojitý bod, kritický bod a bod varu z vody.

Viz také

Reference

^ Lide, David R., ed. (2004). CRC Handbook of Chemistry and Physics, (85. vydání). CRC Press. s. 6–8. ISBN 978-0-8493-0485-9.
^ ^A ^b Alduchov, O.A .; Eskridge, R.E. (1996). "Vylepšená aproximace Magnusovy formy tlaku nasycených par". Journal of Applied Meteorology. 35 (4): 601–9. Bibcode:1996JApMe..35..601A. doi:10.1175 / 1520-0450 (1996) 035 <0601: IMFAOS> 2.0.CO; 2.
^ Goff, J.A. a Gratch, S. 1946. Nízkotlaké vlastnosti vody od -160 do 212 ° F. v Transakce Americké společnosti pro topení a ventilaci, str. 95–122, představené na 52. výročním zasedání Americké společnosti pro topení a ventilaci, New York, 1946.
^ Lowe, P.R. (1977). „Aproximační polynom pro výpočet tlaku nasycených par“. Journal of Applied Meteorology. 16 (1): 100–4. Bibcode:1977JApMe..16..100L. doi:10.1175 / 1520-0450 (1977) 016 <0100: AAPFTC> 2.0.CO; 2.
^ Wexler, A. (1976). „Formulace tlaku páry pro vodu v rozsahu 0 až 100 ° C. Revize“. Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A. 80A (5–6): 775–785. doi:10,6028 / jres.080a.071.
^ Wexler, A. (1977). "Formulace tlaku páry pro led". Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A. 81A (1): 5–20. doi:10,6028 / jres.081a.003.
^ Flatau, P.J .; Walko, R.L .; Cotton, W. R. (1992). "Polynomial fit to saturation pressure pressure". Journal of Applied Meteorology. 31 (12): 1507–13. Bibcode:1992JApMe..31.1507F. doi:10.1175 / 1520-0450 (1992) 031 <1507: PFTSVP> 2.0.CO; 2.

Další čtení

„Termofyzikální vlastnosti mořské vody“. Rutiny knihoven Matlab, EES a Excel VBA. MIT. 20. února 2017.
Garnett, Pat; Anderton, John D; Garnett, Pamela J (1997). Chemická laboratorní příručka pro střední školu. Longman. ISBN 978-0-582-86764-2.
Murphy, D.M .; Koop, T. (2005). „Přehled tlaků par ledu a podchlazené vody pro atmosférické aplikace“. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 131 (608): 1539–65. Bibcode:2005QJRMS.131.1539M. doi:10,1256 / qj.04.94.
Speight, James G. (2004). Lange's Handbook of Chemistry (16. vydání). McGraw-Hil. ISBN 978-0071432207.

externí odkazy

Vömel, Holger (2016). „Formulace tlaku nasycených par“. Boulder CO: Laboratoř pozorování Země, Národní středisko pro výzkum atmosféry. Archivovány od originál 23. června 2017.
"Kalkulačka tlaku par". Národní meteorologická služba, Národní úřad pro oceán a atmosféru.

[1] Lide, David R., ed. (2004). CRC Handbook of Chemistry and Physics, (85. vydání). CRC Press. s. 6–8. ISBN 978-0-8493-0485-9.

[hswref-2] A ^b Alduchov, O.A .; Eskridge, R.E. (1996). "Vylepšená aproximace Magnusovy formy tlaku nasycených par". Journal of Applied Meteorology. 35 (4): 601–9. Bibcode:1996JApMe..35..601A. doi:10.1175 / 1520-0450 (1996) 035 <0601: IMFAOS> 2.0.CO; 2.

[3] Goff, J.A. a Gratch, S. 1946. Nízkotlaké vlastnosti vody od -160 do 212 ° F. v Transakce Americké společnosti pro topení a ventilaci, str. 95–122, představené na 52. výročním zasedání Americké společnosti pro topení a ventilaci, New York, 1946.

[Lowe1977-4] Lowe, P.R. (1977). „Aproximační polynom pro výpočet tlaku nasycených par“. Journal of Applied Meteorology. 16 (1): 100–4. Bibcode:1977JApMe..16..100L. doi:10.1175 / 1520-0450 (1977) 016 <0100: AAPFTC> 2.0.CO; 2.

[Wexler1976-5] Wexler, A. (1976). „Formulace tlaku páry pro vodu v rozsahu 0 až 100 ° C. Revize“. Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A. 80A (5–6): 775–785. doi:10,6028 / jres.080a.071.

[Wexler1977-6] Wexler, A. (1977). "Formulace tlaku páry pro led". Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A. 81A (1): 5–20. doi:10,6028 / jres.081a.003.

[Flatau1992-7] Flatau, P.J .; Walko, R.L .; Cotton, W. R. (1992). "Polynomial fit to saturation pressure pressure". Journal of Applied Meteorology. 31 (12): 1507–13. Bibcode:1992JApMe..31.1507F. doi:10.1175 / 1520-0450 (1992) 031 <1507: PFTSVP> 2.0.CO; 2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

Topení, ventilace a klimatizace
Základní koncepty	Výměna vzduchu za hodinu Pečení Obálka budovy Proudění Ředění Domácí spotřeba energie Entalpie Dynamika tekutin Plynový kompresor Tepelné čerpadlo a chladicí cyklus Přenos tepla Vlhkost vzduchu Infiltrace Latentní teplo Kontrola hluku Odplyňování Částice Psychrometrics Citelné horko Efekt zásobníku Tepelná pohoda Tepelná destratifikace Tepelná hmota Termodynamika Tlak páry vody
Technologie	Absorpční chladnička Vzduchová bariéra Klimatizace Nemrznoucí směs Automobilová klimatizace Autonomní budova Stavební izolační materiály Ústřední topení Ústřední solární vytápění Chlazený paprsek Chlazená voda Konstantní objem vzduchu (CAV) Chladicí kapalina Vyhrazený systém venkovního vzduchu (DOAS) Chlazení zdroje hluboké vody Poptávka řízená ventilace (DCV) Zdvihové větrání Dálkové chlazení Dálkové vytápění Elektrické topení Větrání s rekuperací energie (ERV) Protipožární Nucený vzduch Nucený vzduch Zdarma chlazení Větrání s rekuperací tepla (HRV) Hybridní teplo Hydronika HVAC Skladování ledu klimatizace Kuchyňské větrání Kombinovaná ventilace Mikrogenerace Přirozené větrání Pasivní chlazení Pasivní dům Sálavý systém vytápění a chlazení Sálavé chlazení Sálavé vytápění Zmírnění radonu Chlazení Obnovitelné teplo Distribuce vzduchu v místnosti Sluneční teplo vzduchu Solární combisystem Solární chlazení Solární vytápění Tepelná izolace Podlahový rozvod vzduchu Podlahové topení Parozábrana Chlazení s kompresí par (VCRS) Variabilní objem vzduchu (VAV) Variabilní průtok chladiva (VRF) Větrání
Součásti	Střídač klimatizace Vzduchové dveře Vzduchový filtr Psovod Ionizátor vzduchu Plénum pro směšování vzduchu Čistič vzduchu Vzduchová tepelná čerpadla Automatický vyvažovací ventil Zadní kotel Bariérová trubka Tlumič výbuchu Kotel Odstředivý ventilátor Keramický ohřívač Chladič Čerpadlo kondenzátu Kondenzátor Kondenzační kotel Konvekční ohřívač Kompresor Chladící věž Tlumič Odvlhčovač Potrubí Ekonomizér Elektrostatický odlučovač Odpařovací chladič Výparník Odsávací kapota Expanzní nádoba Jednotka fancoilu Filtrační jednotka ventilátoru Ohřívač ventilátoru Požární klapka Krb Krbová vložka Ukotvit stat Kouřovod Freon Digestoř Pec Místnost pece Plynový kompresor Plynový ohřívač Benzínový ohřívač Geotermální tepelné čerpadlo Mazací potrubí Mřížka Zemní výměník tepla Výměník tepla Tepelná trubice Tepelné čerpadlo Topná fólie Topení Vysoce účinné oběhové čerpadlo bez ucpávky Vysoce účinný částicový vzduch (HEPA) Vypínač vysokého tlaku Zvlhčovač Infračervený ohřívač Invertorový kompresor Petrolejový ohřívač Žaluzie Mechanický ventilátor Mechanická místnost Olejový ohřívač Balená koncová klimatizace Prostor přetlaku Tlakování potrubí Zpracujte potrubí Chladič Reflektor chladiče Rekuperátor Chladivo Registrovat Zpětný ventil Obíhací cívka Přejděte na kompresor Solární komín Solární tepelné čerpadlo Vyhřívač Kouřovod Tepelný expanzní ventil Tepelné kolo Termosifon Termostatický ventil chladiče Odvzdušňovací ventil Trombová zeď Otáčející se lopatky Vzduch s velmi nízkými částicemi (ULPA) Celý dům Větrník Kamna na dřevo
Měření a ovládání	Měřič průtoku vzduchu Aquastat BACnet Dmychadlo Automatizace budov Senzor oxidu uhličitého Rychlost dodávky čistého vzduchu (CADR) Senzor plynu Monitor domácí energie Humidistat Řídicí systém HVAC Inteligentní budovy LonWorks Hodnota hlášení o minimální účinnosti (MERV) OpenTherm Programovatelný komunikující termostat Programovatelný termostat Psychrometrics Pokojová teplota Chytrý termostat Termostat Termostatický ventil chladiče
Profese, obchody, a služby	Architektonická akustika Architektonické inženýrství Architektonický technolog Inženýrské služby ve stavebnictví Informační modelování budov (BIM) Hluboké dovybavení energií Testování těsnosti potrubí Environmentální inženýrství Hydronické vyvážení Čištění kuchyňských výfuků Strojírenství Mechanické, elektrické a instalatérské práce Růst plísní, hodnocení a sanace Rekultivace chladiva Testování, seřizování, vyvážení
Průmysl organizace	ACCA AHRI AMCA ASHRAE ASTM International BRE BSRIA CIBSE Institut chlazení IIR LEED SMACNA
Zdraví a bezpečnost	Kvalita vnitřního ovzduší (IAQ) Pasivní kouření Syndrom nemocných budov (SBS) Těkavé organické sloučeniny (VOC)
Viz také	Příručka ASHRAE Stavební věda Protipožární izolace Glosář pojmů HVAC Světový den chlazení Šablona: Domácí automatizace Šablona: Solární energie