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｜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

鍵長｜95.87 pm（平衡）

分子結構｜104.48°（平衡）

磁化率｜−9.04 × 10−6國際單位制體積單位

## 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

水中的聲速

25 °C蒸餾水｜1498 m/s

其它溫度｜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 °C1555 m/s（80 °C）1550 m/s（90 °C）1543 m/s（100 °C）

密度

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）｜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

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）

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：

$$\log_{10} P = A - \frac{B}{T - C},$$

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

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

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。

## 氯化鈉的水溶液

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；Teq0.1 °C時為氯化鈉/液態水溶解平衡溫度。

## 自電離

°C｜−35｜0｜25｜60｜300 (~50 MPa)

pKw｜17｜14.9｜14.0｜13.0｜12

$$pK_w = -\log ( [\mathrm{H}^+] [\mathrm{OH}^-] )$$

## 譜圖數據

紅外譜

主要吸收波段

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

13C NMR｜無

## 自擴散係數

各溫度下實驗所得自擴散係數

溫度（°C）｜係數（-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。

同位素異構體及其狀態｜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

## 參考書目

- Lange's Handbook of Chemistry, 10th ed. （第15版）
- 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