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水性質表

此頁面給出水的性質的補充數據。除非另有說明，否則數據均在標準狀況測得。

結構和性質

結構和性質
折射率, nD 1.333（20 °C）
相對電容率[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）

鍵能 492.215 kJ/mol O–H鍵離解能[2]
鍵長 95.87 pm（平衡）[3]
分子結構 104.48°（平衡）[4][5]
磁化率 −9.04 × 10−6國際單位制體積單位[6]

熱力學性質

相特性
三相點 273.16 K（0.01 °C），611.73 Pa
臨界點 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)
標準汽化焓，Δ汽Ho 44.0 kJ/mol
373.15 K汽化焓，Δ汽H 40.68 kJ/mol
標準汽化熵，Δ汽So 118.89 J/(mol·K)
373.15 K汽化熵，Δ汽S 109.02 J/(mol·K)
273.15 K升華焓，Δ升H 51.1 kJ/mol
273.15 K，1 bar標準升華熵，Δ升S ~144 J/(mol·K)
摩爾凝固點常數 −1.858 °C kg/mol
摩爾沸點常數 0.512 °C kg/mol
固態性質
標準摩爾生成焓，ΔfHo固 −291.83 kJ/mol
標準摩爾熵，So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）
液態性質
標準摩爾生成焓，ΔfHo液 −285.83 kJ/mol
標準摩爾熵，So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）
氣態性質
標準摩爾生成焓，ΔfHo氣 −241.83 kJ/mol
標準摩爾熵，So氣 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）
絕熱指數，
γ = cp/cv 		1.324（100 °C）
1.310（200 °C）
1.301（400 °C）
1.282（700 °C）
1.252（1000 °C）
范德瓦耳斯常數 a = 553.6 L2 kPa/mol2
b = 0.03049 L/mol

液體物理性質

 
純水的表面張力與溫度的關係
 
冰和水的密度與溫度的關係
水中的聲速
25 °C蒸餾水 1498 m/s
其它溫度[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）
溫度低於0 °C時為過冷水。
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）
表面張力[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）
高純水在飽和壓力下的電導率[13]
溫度，°C 電導率，μS/m
0.01 1.15
25 5.50
100 76.5
200 299
300 241

水/蒸氣平衡性質

蒸氣與液態水平衡的蒸氣壓公式[14]：

 

其中P為平衡水汽壓，單位為kPa，T為溫度，單位為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。

水蒸氣表[15]
溫度
（°C） 		壓強
（kPa） 		液體H值
（J/g） 		Δ汽H
（J/g） 		W汽
（J/g） 		蒸氣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
溫度
（°C） 		壓強
（kPa） 		液體H值
（J/g） 		Δ汽H
（J/g） 		W汽
（J/g） 		蒸氣ρ值
（kg/m3）

上表中的數據給出了在液態水可存在的溫度範圍內各種溫度下的水-蒸氣平衡值。第二列給出平衡壓強，單位為kPa。第三列是每克液體相對於0℃水的熱含量。第四列是每克液體的汽化熱。第五列是每克液體變成蒸汽所做的功PΔV。第六列是蒸氣的密度。

各種壓強下冰的熔點

數據取自第44版《CRC化學和物理手冊》第2390頁。

壓強/kPa 溫度/°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

冰的各種形式

各種形式的冰的性質[16]
冰的
形式		 密度
g/cm3		 晶體
結構		 三相點 三相溫度
°C		 三相壓強
MPa
Ih 0.92 六方晶系 液、氣、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（估計） 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 菱面體晶系
V 1.23 單斜晶系 液、III、V −17 346.3
液、V、VI 0.16 625.9
II、III、V −24.3 344.3
II、V、VI −55（估計） 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（估計） 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 氣、Ih、XI −201.5 0（預期）
XII 1.29 四方晶系
XIII 1.23 單斜晶系
XIV 1.29 正交晶系

‡XI三相點理論上存在，但從未有實驗可得。

相圖

 
水的壓強-溫度相圖。羅馬數字表示不同形式的冰

氯化鈉的水溶液

 
水-氯化鈉相圖
水-氯化鈉混合物的性質[17]
NaCl，wt% Teq，°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

註：ρ為密度，n為589 nm光的折射率，η為黏度，均在20 °C測定；Teq<0–0.1°C時為冰/液態水溶解平衡溫度，Teq>0.1 °C時為氯化鈉/液態水溶解平衡溫度。

自電離

主條目：水的電離

 

°C  −35   0   25   60   300 (~50 MPa)
pKw[18]  17   14.9   14.0   13.0   12 
 

譜圖數據

紅外譜
主要吸收波段[19]
氣態： ν1 = 3657.05, ν2 = 1594.75, ν3 = 3755.93 cm−1
液態： ν1 = 3280, ν2 = 1644, ν3 = 3490 cm−1
六方冰： ν1 = 3085, ν2 = 1650, ν3 = 3220 cm−1
核磁共振波譜
1H NMR  D2O：4.79 ppm；CDCl3：1.56 ppm；C6D6：0.40 ppm；CD3OD：4.87 ppm[20]
13C NMR  無[21]

自擴散係數

各溫度下實驗所得自擴散係數[22]
溫度（°C） 係數（10−9 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（室溫）下公認的水的磁化率標準值為−12.97 cm3/mol，−0.702 cm3/g[23]。

不同溫度下水的磁化率[23]
同位素異構體（英語：Isotopolog）
及其狀態 		溫度
（K） 		磁化率
（cm3/mol）
H2O(g) >373 −13.1
H2O(l) 373 −13.09
H2O(l) 293 −12.97
H2O(l) 273 −12.93
H2O(s) 273 −12.65
H2O(s) 223 −12.31
DHO(l) 302 −12.97
D2O(l) 293 −12.76
D2O(l) 276.8 −12.66
D2O(s) 276.8 −12.54
D2O(s) 213 −12.41

參考資料

  1. ^ Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics 85. CRC Press. 2004: 6–15 [2019-04-27]. ISBN 0-8493-0485-7. （原始內容存檔於2019-06-09）. 
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參考書目

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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
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