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液体-密度与压力和温度变化

液体密度和比体积随压力和温度的变化。

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液体的密度随温度和压力而变化。水的密度随温度和压力的变化如下:


另请参阅水-密度,比重和热膨胀系数,用于在线计算器,显示温度变化的数字和表格。

密度

液体的密度可以表示为

ρ = m / V (1)

在哪里

ρ =液体密度(kg/m3.

M =液体质量(kg)

V =液体体积(m3.

密度的倒数是比体积:

V = 1 / ρ

= V / m (2)

在哪里

V =比体积(m3./公斤)

体积和温度变化

当温度升高时,大多数液体膨胀:

dV = V1- - - - - - V0

= V0βdt

= V0β(t1- t0) (3)

在哪里

dV = V1- - - - - - V0=体积变化-最终体积与初始体积之差(m3.

β=体积温度膨胀系数(m3./ m3 oC)

Dt = t1- t0=温度变化-最终温度与初始温度之差(oC)

(3)可以修改为

V1= V0(1 + β (t1- t0)) (3 b)

密度和温度的变化

(1)而且(3 b)温度变化后的最终密度可表示为

ρ1= m / (V0(1 + β (t1- t0))) (4)

在哪里

ρ1=最终密度(kg/m3.

-或与(2)

ρ1ρ0/(1 + β (t1- t0)) (4 b)

在哪里

ρ0=初始密度(kg/m .3.

体积温度系数-β

注意!-体积温度系数随温度的变化可能很大。

密度和压强的变化

压力对液体体积的影响可以用三维胡克定律来表示

E = - dp / (dV / V0

= - (p1- p0) / ((v1- - - - - - V0) / v0) (5)

在哪里

E =体积模量-液体弹性(N / m2

负号对应的事实是压力的增加导致体积的减少。

(5)-压力变化后的最终体积可表示为

V1= V0(1 - (p1- p0) / E) (5b)

结合(5 b)(1)-最终密度可以表示为:

ρ1= m / (V0(1 - (p1- p0) / e) (6)

-或与(2)-最终密度可表示为

ρ1ρ0/(1 - (p1- p0) / E) (6b)

体积模量流体弹性一些常见的流体-E

  • 水:2.15十9(N / m2
  • 乙醇:1.06十9(N / m2
  • 油:1.5十9(N / m2

注意!液体的体积模量随压力和温度而变化。

水的体积模数。英制单位

水SI单元的体积模量

随温度和压力变化的流体密度

流体在改变温度和压力时的密度可以结合表示(4 b)而且(6 b)

ρ1ρ从eq.1 1 ()/ (1 - (p1- p0) / e)

ρ0/ (1 + β (t1- t0))/ (1 - (p1- p0) / e)(7)

例子-水的密度在100巴和20oC

  • 水的密度0oC999.8(公斤/米3.
  • 水的膨胀系数10oC0.000088 (3./ m3.oC)(平均值在0到20之间oC)
  • 水体积模量:2.15十9(N / m2

水的密度可由式(3)计算:

ρ1= (999.8 kg/m3.) / (1 + (0.000088 .3./ m3.oC) (20oC)——(0oC)) / (1 - (100 10 .5Pa) - (1 105Pa)) / (2.15十9N / m2

1002.7(公斤/米3.

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