水与水蒸气物性

tops-service 原创编写 · 饱和水/饱和蒸气、过热蒸气、压缩液态水的热力学与输运性质 · 按 IAPWS-IF97 工业公式在本页内计算（离线可用、无需接口，输入与结果不上传、不保存）

物性 IAPWS-IF97 程序校验 … 离线 · 不联网

计算条件

输入即时计算 · 回车亦可
结果单位制
常用工况示例

计算结果

T–s 图 饱和线 + 当前压力等压线（逐点按 IF97 计算）

饱和线等压线等温参照状态点

计算方法与适用范围 IAPWS-IF97 基本方程、两相关系、输运性质与适用区间

热力学性质按 IAPWS-IF97（IAPWS R7-97(2012) 修订版）计算：压缩液用区 1、过热蒸气用区 2、近临界与超临界用区 3、饱和线用区 4、1073.15 K 以上高温蒸气用区 5；区 2/3 以 B23 边界方程分界。所有性质由无量纲 Gibbs 自由能 γ(π,τ)（区 1/2/5）或 Helmholtz 自由能 φ(δ,τ)（区 3）及其偏导数解析求得，区 3 给定 (p,T) 时由 p(ρ,T) 反解密度，区 3 饱和液/汽密度按相平衡条件（p′ = p″、g′ = g″）求解。参考常数：R = 0.461 526 kJ/(kg·K)，Tc = 647.096 K，pc = 22.064 MPa，ρc = 322 kg/m³。比焓、比熵零点为三相点饱和液（u = 0、s = 0）。

区 1（压缩液）无量纲 Gibbs 自由能，π = p/16.53 MPa，τ = 1386 K/T
γ(π,τ)=gRT=∑i=134ni (7.1−π)Ii (τ−1.222)Ji\gamma(\pi,\tau)=\frac{g}{RT}=\sum_{i=1}^{34} n_i\,(7.1-\pi)^{I_i}\,(\tau-1.222)^{J_i}
区 2（过热蒸气）理想气体部分 + 剩余部分，π = p/1 MPa，τ = 540 K/T
γ=ln⁡π+∑i=19ni∘ τJi∘+∑i=143ni πIi (τ−0.5)Ji\gamma=\ln\pi+\sum_{i=1}^{9} n_i^{\circ}\,\tau^{J_i^{\circ}}+\sum_{i=1}^{43} n_i\,\pi^{I_i}\,(\tau-0.5)^{J_i}
由 γ 及其偏导数求性质（下标表示偏导）
v=RTp πγπ,h=RT τγτ,s=R (τγτ−γ),cp=−R τ2γττv=\frac{RT}{p}\,\pi\gamma_{\pi},\qquad h=RT\,\tau\gamma_{\tau},\qquad s=R\,(\tau\gamma_{\tau}-\gamma),\qquad c_p=-R\,\tau^{2}\gamma_{\tau\tau}
区 3（近临界）无量纲 Helmholtz 自由能，δ = ρ/ρc，τ = Tc/T
ϕ(δ,τ)=fRT=n1ln⁡δ+∑i=240ni δIi τJi,p=ρRT δϕδ\phi(\delta,\tau)=\frac{f}{RT}=n_1\ln\delta+\sum_{i=2}^{40} n_i\,\delta^{I_i}\,\tau^{J_i},\qquad p=\rho RT\,\delta\phi_{\delta}
区 4 饱和压力方程（ϑ = T/K + n₉/(T/K − n₁₀)，A、B、C 为 ϑ 的二次式）
ps1 MPa=[2C−B+B2−4AC]4\frac{p_s}{1\ \mathrm{MPa}}=\left[\frac{2C}{-B+\sqrt{B^{2}-4AC}}\right]^{4}
湿蒸气（汽液两相）：干度 x 与混合性质（′ 饱和液，″ 饱和汽）
x=h−h′h′′−h′=s−s′s′′−s′,v=v′+x (v′′−v′),r=h′′−h′x=\frac{h-h'}{h''-h'}=\frac{s-s'}{s''-s'},\qquad v=v'+x\,(v''-v'),\qquad r=h''-h'
黏度（IAPWS R12-08，工业用法取临界增强项 μ̄₂ = 1）与导热系数（IAPWS R15-11 §3 工业用法）
μ=μ∗ μˉ0(Tˉ) μˉ1(Tˉ,ρˉ),λ=λ∗[λˉ0(Tˉ) λˉ1(Tˉ,ρˉ)+λˉ2(Tˉ,ρˉ)]\mu=\mu^{*}\,\bar{\mu}_0(\bar{T})\,\bar{\mu}_1(\bar{T},\bar{\rho}),\qquad \lambda=\lambda^{*}\left[\bar{\lambda}_0(\bar{T})\,\bar{\lambda}_1(\bar{T},\bar{\rho})+\bar{\lambda}_2(\bar{T},\bar{\rho})\right]
表面张力（IAPWS R1-76(2014)），仅饱和状态给出
σ=B (1−TTc)μ[1+b(1−TTc)],B=235.8 mN/m, b=−0.625, μ=1.256\sigma=B\,\Bigl(1-\frac{T}{T_c}\Bigr)^{\mu}\Bigl[1+b\Bigl(1-\frac{T}{T_c}\Bigr)\Bigr],\qquad B=235.8\ \mathrm{mN/m},\ b=-0.625,\ \mu=1.256
IF97 分区适用范围本页用途
区 1273.15 K ≤ T ≤ 623.15 K，ps(T) ≤ p ≤ 100 MPa压缩液态水（过冷水）、350 ℃ 以下饱和液
区 2273.15–623.15 K：0 < p ≤ ps(T)；623.15–863.15 K：0 < p ≤ pB23(T)；863.15–1073.15 K：0 < p ≤ 100 MPa过热蒸气、350 ℃ 以下饱和汽
区 3623.15 K < T ≤ TB23(p)，pB23(T) ≤ p ≤ 100 MPa近临界液/汽、超临界流体、350 ℃ 以上饱和液/汽
区 4273.15 K ≤ T ≤ 647.096 K（饱和线）ps(T)、Ts(p)
区 51073.15 K < T ≤ 2273.15 K，0 < p ≤ 50 MPa高温蒸气（未计离解）
黏度T ≤ 1173.15 K、p ≤ 100 MPa（IF97 范围内）；645.91–650.77 K 且 245.8–405.3 kg/m³ 内临界增强未计，偏差可能 > 2%μ、ν、Pr
导热系数273.15–1073.15 K：p ≤ 100 MPa；1073.15–1173.15 K：p ≤ 50 MPa；含临界增强项（区 5 不计）λ、Pr

超出上述范围时本页不外推、不给数值，并提示有效区间：不覆盖冰与 0 ℃ 以下状态、p > 100 MPa、T > 2000 ℃；1073.15 K 以上仅到 50 MPa。临界点附近（|T − Tc| < 2 K 且 |p − pc| < 1 MPa）各量变化剧烈，cp、λ 可能出现很大值，取用应留余量。表压换算按标准大气压 101.325 kPa。各性质的不确定度见 IAPWS R7-97(2012) 第 12 节；本页数值保留 6 位有效数字，供工程设计与校核，不替代合同/验收所约定的计算依据。

程序校验 用 IAPWS 发布的计算机程序验证值逐点自检（页面加载时运行）

以下验证值逐字取自各 IAPWS 发布文本中的「Computer-program verification」表（9 位有效数字）；判据为与发布值在末位舍入以内一致（9 位有效数字的表取相对偏差 ≤ 1×10⁻⁸；黏度表按发布的 6 位小数，绝对偏差 ≤ 5×10⁻⁷ μPa·s）。

来源状态点性质发布值本页计算相对偏差结论
依据文献 IAPWS 发布文本允许在注明出处的前提下引用
  1. IAPWS R7-97(2012): Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam. International Association for the Properties of Water and Steam, 2012（iapws.org）。
  2. W. Wagner et al.: The IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam. J. Eng. Gas Turbines & Power 122, 150–182 (2000).
  3. IAPWS R12-08: Release on the IAPWS Formulation 2008 for the Viscosity of Ordinary Water Substance（第 3 节工业用法）。
  4. IAPWS R15-11: Release on the IAPWS Formulation 2011 for the Thermal Conductivity of Ordinary Water Substance（第 3 节工业用法）。
  5. IAPWS R1-76(2014): Revised Release on Surface Tension of Ordinary Water Substance.

本页方程与系数按上述 IAPWS 公开发布文本自行编程实现（tops-service 原创编写），未使用任何商业蒸汽表或旧版 IFC-67 表格数据；数值经 IAPWS 发布的验证点自检（见「程序校验」）。

使用边界：本页用于工程设计与校核的物性查取，结果为 IAPWS-IF97 工业公式计算值；涉及合同、验收或法定计量时以约定的标准文本与计算依据为准。公式符号：′ 饱和液、″ 饱和汽；r = h″ − h′ 为汽化潜热；Pr = μ·cp/λ。