水蒸气压计算器
使用安托因方程计算1 °C至100 °C范围内水的饱和蒸气压。
水的饱和蒸气压
输入液态水的温度,并选择结果的压力单位。
关于水的蒸气压
水的蒸气压是与液态水处于平衡状态的饱和蒸气中,水分子产生的压力。在固定温度下,水分子不断从表面蒸发,同时又凝结回液体。在密闭空间中,当这两种速率相等时便达到平衡。对应的分压随温度变化显著,通常称为饱和蒸气压。
本计算器使用安托因方程,其系数根据1 °C至100 °C范围内的液态水数据拟合。公式先计算以毫米汞柱表示的压力,再按需转换为千帕、bar或磅每平方英寸。在25 °C时,饱和蒸气压仅为标准大气压的一小部分;接近100 °C时则接近一个标准大气压,这解释了水为何在海平面气压下于该温度附近沸腾。准确的正常沸点对应饱和蒸气压等于当地外界压力时的温度。
饱和蒸气压用于湿度、干燥、气象、暖通空调设计、蒸馏、真空系统和实验室计算。相对湿度比较实际水蒸气分压与同温度下的饱和蒸气压;露点则反过来表示现有分压达到饱和时的温度。因此,暖空气在饱和前能含有比冷空气更多的水蒸气,但蒸气压本质上是水表面平衡状态的性质,而不是空气的容纳能力。
安托因系数是经验系数,只能在拟合温度范围内使用。本实现接受1 °C至100 °C的输入,描述液态水上方的平衡状态。冰点以下必须区分过冷液态水与冰;正常沸点以上则可能需要另一组系数或更高的外界压力。溶解盐及其他溶质会降低水的活度,从而可能降低蒸气压。用于精密工程、校准、气象标准或安全工作时,请使用公认的蒸汽表公式,并考虑测量不确定度、组成和当地气压。
水蒸气压示例
以下参考值显示了蒸气压随温度升高而急剧增加的趋势。
| 水温 | 饱和蒸气压 | 说明 |
|---|---|---|
| 10 °C | 约1.23 kPa | 较冷水体的饱和蒸气压。 |
| 25 °C | 约3.16 kPa | 常用的室温参考值。 |
| 50 °C | 约12.31 kPa | 温水更容易蒸发。 |
| 100 °C | 约760 mmHg | 约等于标准大气压。 |
如何计算水的蒸气压
- 测量或选择1 °C至100 °C之间的液态水温度。
- 输入以摄氏度表示的温度。
- 选择千帕、毫米汞柱、bar或psi。
- 进行计算,将结果作为该温度下的饱和蒸气压使用。
常见问题
什么是饱和蒸气压?
它是在特定温度下,液态水上方水蒸气处于平衡时的分压。水温升高时,该值会迅速增大。
水为什么在100 °C沸腾?
在标准大气压下,水的饱和蒸气压在100 °C附近达到约一个大气压。外界压力改变,沸腾温度也会改变。
这个结果可以用于湿度计算吗?
可以,饱和蒸气压是相对湿度和露点关系式的输入之一。要完成湿度计算,还需要实际蒸气压或其他湿度测量数据。
溶解盐会改变结果吗?
会,溶解的非挥发性物质通常会降低水的活度和蒸气压。本计算器描述纯液态水,未进行盐度修正。
为什么计算范围限于1 °C至100 °C?
安托因系数是经验值,仅在拟合范围内有效。限制输入可防止无依据的外推,也可避免将液态水的蒸气压与冰面上的蒸气压混淆。