Давление воды в зависимости от температуры

Если у меня есть герметичный корпус, наполненный водой (постоянный объем) при 25°C при атмосферном давлении, я затем нагреваю воду до 50°C. Изменится ли давление в герметичном корпусе?

Если давление изменилось, как мне рассчитать изменение?

Ответы (3)

Да, при постоянной плотности давление увеличивается вместе с температурой:

Температура против давления против плотности - вода.

Например, запечатывание воды при атмосферном давлении при 4 С ∘ С будет иметь плотность примерно 1 г с м 3 . Если мы повысим температуру до 30 С ∘ С , сохраняя плотность (поскольку корпус герметичен), давление поднимется до 100 б а р .

Найдите уравнения, описывающие скорость изменения здесь .

Ответ Гийя является правильным ответом, если исходный плакат имел в виду буквально постоянный объем (т. е. вода заключена в гипотетический бесконечно жесткий контейнер). Однако большинство реальных емкостей могут легко немного деформироваться, чтобы приспособиться к увеличению объема воды на <1%, не вызывая большого напряжения, что приводит к незначительному изменению давления.
Полностью согласен с вами. Это произойдет только с гипотетическим контейнером. Чтобы рассчитать скорость изменения, нам нужно было бы описать геометрию контейнера (предпочтительно сферы) и его жесткость. Для точной оценки решаемые уравнения могут быть довольно сложными.
Я полностью не согласен. Сжатие жидкой воды на 1% вызовет огромное давление. При комнатной температуре модуль объемного сжатия воды составляет 2150 МПа, поэтому сжатие на 1% вызовет давление 21,5 МПа.
Если вы наполните пластиковую бутылку водой температурой 25°C до самых краев и запечатаете ее манометром внутри, а затем нагреете воду до 50°C или даже 99°C, этот манометр не покажет 21,5 МПа выше. Моя точка зрения заключалась именно в том, что для сжатия жидкости на 1% требуется огромное давление, на практике вода не будет сжиматься на 1%, а вместо этого будет напрягать контейнер, так что его внутренний объем увеличивается на 1%. Для большинства материалов и геометрии большинства контейнеров величина давления, необходимая для деформации его объема до 101%, ничтожно мала. Это определяет внутреннее давление

Если объем постоянный (контейнер очень жесткий/жесткий), повышение давления будет действительно значительным. На самом деле, в этом вся цель включения гидробаков во все замкнутые контуры жидкости; в противном случае повышение давления быстро приведет к срабатыванию предохранительного клапана (надеюсь, он есть), а в случае его отсутствия приведет к повреждению установки.

введите описание изображения здесь

ОП спрашивает о жестком наполненном жидкостью контейнере, а не о контейнере с давлением воздуха на верхней части диафрагмы.
Да, я знаю; поэтому ответ @Guille здесь правильный. Я хотел просто указать здесь, что эффект, о котором спрашивает ОП, чрезвычайно распространен и является причиной необходимости включения напорных баков в каждую закрытую / жесткую циркуляционную систему.

В очень хорошем приближении жидкую воду можно считать несжимаемой, и поэтому давление не увеличилось бы. На практике давление будет определяться давлением окружающей среды снаружи контейнера, потому что ни один контейнер не является бесконечно жестким.

Исключением было бы, если бы окружающее давление было достаточно низким, так что 50 С ∘ С были выше температуры кипения воды при этом давлении. В этом случае вода попытается закипеть. Если бы сосуд был достаточно жестким, чтобы вместить воду, давление увеличивалось бы до тех пор, пока точка кипения при этом новом давлении не достигла бы > 50 С ∘ С . Если бы контейнер не был достаточно жестким (чтобы выдерживать разницу давлений между этим внутренним давлением и любым внешним давлением окружающей среды), он бы разорвался и вышел из строя.

Давление воды в зависимости от температуры
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v