水のデータ
水の諸特性 他物質との比較表
物質名 | 記号 | 比熱容量 J/g/K |
融点 ℃ |
融解熱 J/g |
沸点 ℃ |
気化熱 J/g |
熱伝導率 W/m/K |
表面張力 mN/m |
双極子 モーメント |
水 | H2O | 4.2 | 0 | 335 | 100 | 2250 | 0.59 | 72.7 | 1.94 |
エタノール | C2H5OH | 2.4 | -118 | 109 | 80 | 393 | 0.18 | 22.55 | 1.47 |
水銀 | Hg | 0.14 | -39 | 11.7 | 357 | 285 | − | 476 | − |
銅 | Cu | 0.09 | 1083 | 208 | 2580 | − | 398 | − | − |
鉄 | Fe | 0.1 | 1530 | 271 | 2754 | − | 84 | − | − |
窒素 | N2 | 1.00 | -210 | 25.4 | -196 | 199 | 0.022 | − | − |
水の粘性係数(μ:kg s/cmc) 動粘性係数(ν:cm2/s)
温度 ℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
108 μ | 1.828 | 1.334 | 1.025 | 0.817 | 0.669 | 0.560 |
102 ν | 1.308 | 1.007 | 0.804 | 0.659 | 0.556 |
水の表面張力( kg/cm)
温度 ℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
表面張力x105 | 7.71 | 7.42 | 7.09 | 6.74 | 6.38 | 6.00 |
水の圧縮率(cm2/kg) 体積弾性係数(kg/cm2)
温度 ℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
圧縮率x10-5 | 4.926 | 4.482 | 4.281 | 4.303 | 4.440 | 4.695 |
体積弾性係数x104 | 2.030 | 2.231 | 2.336 | 2.324 | 2.252 | 2.130 |
水の熱伝導率(Kcal/m・s℃)
温度 ℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
熱伝導率x104 | 1.389 | 1.431 | 1.497 | 1.556 | 1.597 | 1.628 |
水の種々な物理的性質
体積膨張係数 | 融解熱 | 気化熱 | 臨界温度 | 臨界圧力 | 臨海密度 | 屈折率 | 臨界角 | 音速 |
J/g | J/g | ℃ | atm | g/cm3 | 度 | m/s | ||
0.207x10-3 | 331 | 2246 | 374.15 | 218.39 | 0.323 | 1.334 | 48.5 | 1483 |
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温度 | 蒸気圧 | 備考 | * | 温度 | 蒸気圧 | 備考 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0℃ | 0.6kPa | 0.0059気圧 | 氷点(凝固点) | 200℃ | 1555kPa | 15.4気圧 | * | |
10℃ | 1.2kPa | 0.0118気圧 | * | 250℃ | 3976kPa | 39.2気圧 | ||
20℃ | 2.3kPa | 0.0227気圧 | 300℃ | 8588kPa | 84.8気圧 | |||
30℃ | 4.2kPa | 0.0415気圧 | 350℃ | 16529kPa | 163気圧 | |||
40℃ | 7.4kPa | 0.0731気圧 | 370℃ | 21044kPa | 208気圧 | |||
80℃ | 47.5kPa | 0.469気圧 | 373.946℃ | 22100kPa | 218気圧 | 臨界点 | ||
90℃ | 70.1kPa | 0.692気圧 | * | |||||
100℃ | 101.3kPa | 1.00気圧 | 沸点 | |||||
110℃ | 143.2kPa | 1.41気圧 | * | |||||
120℃ | 198.9kPa | 1.96気圧 | ||||||
130℃ | 271.0kPa | 2.68気圧 | ||||||
140℃ | 363.1kPa | 3.58気圧 | ||||||
150℃ | 479.1kPa | 4.73気圧 |
水は100℃で蒸気圧が1気圧に達する。すると水表面からだけでなく、内部からも蒸発するようになり、これが沸騰と呼ばれる現象である。 100℃以上でも、その時の蒸気圧以上の圧力を加えれば沸騰はしない。逆に100℃以下でも、加わる圧力が低ければ沸騰する。 一般的には水が蒸発し水蒸気になれば体積が大きく増えるが、圧力が高くなるほど、その差は小さくなり、上記した臨界点ではついに水の体積と水蒸気の体積が等しくなる。 |
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雑談 ポリ袋に37℃程度の水と少量の空気を入れ、密封したものを真空中に入れるとどうなるか?ポリ袋は広がろうとし、すると空気が直ちに膨張してポリ袋が膨張する。しかし無制限に膨張できるわけではなく、広がろうとしてポリ袋に加わる張力と、広がることにより圧力が減少する空気の圧力が一致した時点で膨張が止まり安定する。 このときの空気圧力は水全体に瞬時に伝わる。この圧力が水温37℃の時の蒸気圧0.07気圧よりも高ければ水は沸騰しない。もし0.07気圧より低ければ水は沸騰する。そしてポリ袋内の空気+水蒸気の圧力が0.07気圧に達した時点で沸騰は止まる。この0.07気圧にポリ袋が耐えれば、ポリ袋は破裂することなく安定する。 このポリ袋のモデルは人体を模したものと言える。「少量の空気」は肺にあたる。口,鼻などを閉じて真空中に飛び出したら、上記ポリ袋の様になるだろう。0.07気圧というのはさほど高い圧力ではなく、水深70cmにストローで空気を吹き込む時に肺の中がこの圧力に達する程度である。従って人が真空中に出ても肺の中に0.07気圧以上の空気があれば血液の沸騰はなく、瞬時に死ぬ事はないだろう。口や鼻がオープンの場合、肺の中も真空になる。その場合、体液の沸騰がおこり水蒸気の気泡ができ人体が膨らむ。そして人体内部圧力が0.07気圧に達した時点で沸騰は止まり安定する。人体は0.07気圧で破裂することはない。 ただし体の内部は0.07気圧程度でも、それは筋肉や真皮などで圧力を負担していると考えられ、皮膚のごく表面近くはもっと低い圧力になると考えられる。そうすると体の内部は0.07気圧以上でも表皮近くは体液の沸騰がおこるかもしれない。しかしそれでも表皮が破裂することはないだろう。 |
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温度(℃) | 比重 | 容積(cc) | 温度(℃) | 比重 | 容積(cc) | 温度(℃) | 比重 | 容積(cc) |
0 | 0.99987 | 1.00013 | ||||||
1 | 0.99993 | 1.00007 | 21 | 0.99802 | 1.00199 | 45 | 0.99024 | 1.00985 |
2 | 0.99997 | 1.00003 | 22 | 0.99780 | 1.00221 | 50 | 0.98807 | 1.01207 |
3 | 0.99999 | 1.00001 | 23 | 0.99756 | 1.00244 | 55 | 0.98573 | 1.01448 |
4 | 1.00000 | 1.00000 | 24 | 0.99732 | 1.00269 | 60 | 0.98326 | 1.01705 |
5 | 0.99999 | 1.00001 | 25 | 0.99707 | 1.00294 | 65 | 0.98059 | 1.01979 |
6 | 0.99997 | 1.00003 | 26 | 0.99681 | 1.00320 | 70 | 0.97781 | 1.02270 |
7 | 0.99993 | 1.00007 | 27 | 0.99654 | 1.00347 | 75 | 0.97489 | 1.02576 |
8 | 0.99988 | 1.00012 | 28 | 0.99626 | 1.00375 | 80 | 0.97183 | 1.02899 |
9 | 0.99981 | 1.00019 | 29 | 0.99597 | 1.00405 | 85 | 0.96865 | 1.03237 |
10 | 0.99973 | 1.00027 | 30 | 0.99567 | 1.00435 | 90 | 0.96534 | 1.03599 |
11 | 0.99963 | 1.00037 | 31 | 0.99537 | 1.00466 | 95 | 0.96192 | 1.03959 |
12 | 0.99952 | 1.00048 | 32 | 0.99505 | 1.00497 | 100 | 0.95838 | 1.04343 |
13 | 0.99940 | 1.00060 | 33 | 0.99473 | 1.00530 | |||
14 | 0.99927 | 1.00073 | 34 | 0.99440 | 1.00563 | |||
15 | 0.99913 | 1.00087 | 35 | 0.99406 | 1.00598 | |||
16 | 0.99897 | 1.00103 | 36 | 0.99371 | 1.00633 | |||
17 | 0.99880 | 1.00120 | 37 | 0.99336 | 1.00669 | |||
18 | 0.99862 | 1.00138 | 38 | 0.99299 | 1.00706 | |||
19 | 0.99843 | 1.00157 | 39 | 0.99262 | 1.00743 | |||
20 | 0.99823 | 1.00177 | 40 | 0.99224 | 1.00782 |
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元素 | 残存量 | 元素 | 残存量 | 元素 | 残存量 |
Li | 0.0002 | Cl | 19.0 | I | 0.00005 |
B | 0.005 | K | 0.38 | Au | 0.000000004 |
C | 0.03 | Ca | 0.40 | Hg | 0.00000008 |
F | 0.001 | Br | 0.065 | Pb | 0.000006 |
Na | 10.5 | Rb | 0.0001 | Th | 0.0000007 |
Mg | 1.3 | Sr | 0.008 | U | 0.000003 |
Si | 0.003 | Ag | 0.0000003 | ||
S | 0.90 | Cd | 0.0000001 |