[精品]不同温度下水的密度表

[精品]不同温度下水的密度表

今天分享的内容，是关于不同温度下水的密度表的介绍。这篇文章主要讲热变形温度系数表。水热变形温度系数表是测量过热、过冷和非均匀水份的一种温度参数，它能用来测定水蒸气在水循环系统中所能引起的体积变化，以确定温度系数的多少。因此，用于水动力计算必须要有热胀冷缩模型作为参考物。目前，下水密度表主要分为热阻型、热胀冷缩型、非热膨胀型和水阻型等。其中热容最大的是非热膨胀系数表，由不锈钢材质制成，内部含铜丝和石墨管。热阻尼型为非正常结构，内壁为橡胶材料；水电阻式较大；而热阻式因其无接缝、没有内应力、耐水性好等特点而较为常用。

一、水热变形温度系数表的工作原理

对于热阻形式的水热变形温度系数表，应首先由热胀冷缩模型确定公式。由于水温是温度系数的常数，所以它的数值应与水温相等。其中, PI= Pa, r为所测得的水蒸汽流速, K为被测表面温度。然后，把表测得的 PI与水蒸气蒸发得热能结合，便可得到一个温度系数 v。如果利用式(1)计算: PI为Δ t/h,则该温度系数 v按如下公式计算：式中: T为 PI: v; w

(v· pei)为水蒸气在系统中体积变化范围(mm), k (k+1)为准定值。计算时将其除以 m便得到

PI。根据式(1)计算所得 PI与温度计算所得 PI之比，可以得到密度系数 v的取值。

1、对水热变形温度系数表进行内部的校准。

由于水蒸气与 PI的体积变化很小，因此只需要将其放入被测液体中，便可获得较精确的

PI值。但其体积变化也很大，故必须将其放入被测液体中加以校正。为了使水热变形温度系数表精度更高、更稳定，还应对水热变形温度系数表进行内部校准。首先要用水溶解掉表针周围的溶液，再将被测液体放入被测液体中并加热其周围空气，使表针加热至温度以上并且达到一个稳定温度后，然后将表取出放到被测液体中，这时就可以得到被测液体表面的温度了。但要注意在使用温度高于或低于这个温度时，都要重新调整表针或被测液体表面的温度（即进行内部校准),以使水热变形温度系数表精度更高，更稳定。此外还需将温度计插入水塔中，并将温度计置于水位线之上，使水热变形温度系数表保持正常的工作状态。注意：对已加好水或加热过或未加水水温度超过 PI值的液体应先将其放入被测液体中进行校准。

2、利用温度系数表测得的 PI与水蒸气蒸发得热能结合，可得到一个温度系数 v。

利用式(1),计算时将 PI除以 m,便得到温度系数 v的取值。由于 K (m)是水蒸气在系统中体积变化范围, K (m)与 PI之比是确定的，所以 PI与温度计算所得比 K (m)为定值。用上述方法求解 PI除以 m,则可得到 PI与温度计算所得 PI之比：由式(2)与式(3)可知: K (m)是

PI与温度计算所得 PI之比，因此可以得出 PI= K (m)= K (m)时的密度系数 v。因此，可以用式(3)计算得 PI与温度计算所得 PI之比，并据此得密度指数 v. k (m), k为标准曲线上数值最大值，所以 k为恒定值, n为参照系。上述两种方法计算所得密度指数 v所取值是不同的。但通过以上数据可知: PI与温度数值之比 K (m)可以采用传统方法求解（如 K为10 kg水放入20℃保温6 h而得到 N=10 kg/h),得到 PI与温度之间具有相等关系的密度指数 v。可见传统方法不能准确地反映系统中水蒸气和热量蒸发对表温度影响的大小。利用新方法则能较好地解决此问题，值得推广。

3、利用式(1)计算出 PI与温度变化之比。

通过式(1)的计算，我们可得 PI与温度变化之比为：式中: m为被测表面温度；K是水蒸汽在表内所吸收的热量。利用该公式可得：k (k+1)取值等于密度系数 v和蒸发率之间的关系（当 K=1时，温度变化对吸热和受热状态不发生影响；而当 K=1时，吸收热和受热状态不发生影响）。

4、由式(1)得到的温度系数 v就是水蒸气在水基固体表面所发生的升温与冷却过程中水蒸气的体积变化，其可通过式(2)求出。 因此，用式(2)求出水蒸气在水基固体表面所发生的升温与冷却时间可以得到相对温升，这与利用 PI法求出温度系数 v的方法相同。对于较大的密度计和测定温度计必须用此温度计。式(2)为密度变化量与被测表面温度之比; w为测量单位时温度变化下表中标出的温度。由于采用了比较简单的方法可以实现水蒸气在固体表面所发生的升温与冷却，故在实际应用中，对采用这式来对温度变化进行直接判断还需要一定的工作条件。比如水在环境中的温度为5℃时，水对金属或陶瓷等固体表面进行升温会使金属材料表面温度上升至60℃以上；而对于某些固体或者液体类样品要求它在5℃以上进行降温（例如对某些固体（如陶瓷）水等流体类样品要求可以达到40℃以上）或者沸腾进行降温。因此，要求有一定温度调节能力的单位时，选择这些样品时应采用相应方法加以测定。例如根据热胀冷缩模型确定 PI和 w为水蒸汽流速与系统内温度梯度之间变化关系示意图（见图1);通过选择不同的温度下水在固体表面上发生了怎样地升温与冷却过程得到了相应地温度系数 v,从而便可以获得不同温度下水（如液体类样品需要先进行一定温度梯度才可测量）的密度变化计算值和相应地体积变化关系示意图。

二、几种温度下水

大家知道，人体是一种比较怕冷的动物，因此在日常生活中会尽量避免下水，而将温度较高的水温或高温冷水直接排入冷水系统。但由于水温过高或者过低时对人体都有一定不利的影响，所以一般将水温控制在10-15度左右，以避免水温过高或过低对人体造成伤害。一般来说人体能够接受的最大温度应为30度左右。人体在下水时应保持一定的体温，水温不能过高或过低。例如，在50℃低温下水下，人体最大体温是35.6° C。因此50° C时最好也不要下水。

1、温度定义

一般用来表示物体的温度。温度在自然界中的分布范围是非常广泛的，因此测量温度是很容易的。我们所用来测量液体温度的工具——温度计以及使用温度计测量液体温度的专用仪器——热电偶。由于热传导速率越高，物体就越不容易被破坏。此外，大多数物质都具有可逆的热传导特性，所以热传导率高说明物体的温度也相对较高。通常情况下，物体所处的温度范围与温度计所测到的温度范围是一致的。因此，我们在测定温度时要特别注意观察其与温度计显示温度最大值以及最小值之间是否有差异等原因，然后再将这两者之间误差范围作为判断温度高低及其准确性的依据。

2、温度测定方法

用玻璃试管在水里面加入适量的试液，然后把玻璃试管放入水中，然后接通电源，待水柱升到一定高度后停下来等其冷却后就可以知道水温了。测温最常用的方法是水力加热法（利用测量仪表调节电热元件温度，实现水力升温而测得水温）、火焰测温法（用火焰测温仪检测水柱的温度，并自动计算出结果）。火焰测温仪又称火焰测温仪或火焰干燥仪，主要用于水热测试仪，同时也可用于水和冰之间温度差异对比的分析检测、科学研究、环境监测、工业生产及国防科研等方面工作。火焰测温仪具有无烟、操作方便、准确快速等特点。火焰测温仪具有测量范围宽、温度测定精度高、重复性好等优点以及自动控制、环境监测等优点。适用于加热各种类型的水热设备及各种仪器设备；如热交换器、油水分离器、水处理设备、热解泵、换热器、蒸汽发生器等；用来加热蒸汽以及液体、气体、固体等；测定水热性能、测定温度范围等；也可用于测量食品温度；也可用于测试水合物密度。其测量方法简单、快速、准确、快速简便、价格低廉等优点，已经广泛用于食品、化工、能源、农业、林业、医疗等领域工作当中。我国常用它来进行工业生产领域温湿度测定工作。

三、对不同温度下水，其测试过程如图：

将玻璃杯在热释电仪器的真空下吸一空，以水为气体；根据已知热释电仪器（真空度1.5)所具有的热容量，即在1.5 T内水的饱和热释电温度 c=40.5℃（表中为60℃);将玻璃杯内的水吸空，以水溶液 A为容器加热后，其气体分子质量变化即体积密度 C=73.96 g/cm3;将热释电实验装置固定在玻璃杯中使其与盛有水溶液的盛具完全吻合。然后依次从玻璃杯中抽真空，使玻璃杯中空气充分排空；最后利用真空泵加压使溶液从玻璃杯中吸出，再经测定温度后，即得到测得的 C温度曲线。在此过程中，可根据需要随时改变玻璃杯内气压大小（一般不超过1.5 T)来获得不同温度下水对应的测量值。对于一般单位体积密度而言，一般采用 L为恒温水温单位；对于极热水蒸气温度可按下式计算: L=84.16×100℃(a)×(b+ b)。

1、对于每一温度下水，其测量值的相对误差为±0.10%,不考虑特殊情况（例如加热不均匀）。

测量值的相对误差不应超过±0.10%,否则该值就不是准确的。其中测量值相对误差应小于测量值之比，即测量值之比大于等于100%时的误差为标准偏差。以一温度下水为例。测量值相对误差为±0.10%时，我们应保证该水温下水各温度下的相对误差均为≤0.05%。以此为例计算单位: C为单位体积密度。其中 C=1 T表示饱和热释电温度 C=60℃; L为一温度下水的加热温度 C=90℃。注：该温度下水应按标准密度表中有关数据换算至相应体积密度计算表中进行计算所得。

2、为了避免所测量数字出现过大的误差，每一测量值的相对误差应在±0.2%以内，可以根据具体情况采取以下方法进行控制：

a、在实验室中，由于所测定的温度不同，所以实验过程中会出现不同的结果。因此，有必要对其进行微调。b、对于不适合精密仪器而又有精密工作原理的方法和参数，可以在实验前用气体作为参照物，以此来测量所测得的值。如使用水蒸气法进行恒温水蒸气测量、用火焰法测定水中水分以及用盐酸溶液法测定水中溶解度等。c、一般采用先测气体再测量液体的方法来提高每一测量值的精度。由于试验中需要增加少量的气体（或液体),而实际所需气体可能与试验中需要的不同。因此，在对所测量值进行微调时应尽量使用与所测气体相匹配的标准气体或将其作为参考物来作参考。