Die IAPWS-95 Formulation für Wasser

 

Im Jahre 1995 wurde von der International Association for the Properties of Water and Steam (IAPWS) eine neue wissenschaftliche Standard-Zustandsgleichung unter der Bezeichnung „The IAPWS Formulation 1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use” (IAPWS-95) verabschiedet.

Der umfassende Artikel zur IAPWS-95 Formulation [127] enthält ausführliche Angaben zu den folgenden Punkten:

  • Phasengleichgewichte von Wasser
  • Zur Entwicklung der IAPWS-95 benutzte Messwerte
  • Einzelheiten zur Entwicklung der IAPWS-95
  • Numerische Beschreibung der IAPWS-95 und weitere Einzelheiten
  • Vergleich der IAPWS-95 mit Messwerten
  • Unsicherheit der IAPWS-95
  • Empfehlung zur Verbesserung der Datenbasis für eine solche Formulation
  • Anhang: Dampftafel auf der Basis der IAPWS-95

 

Die folgenden Diagramme zeigen die abgeschätzten Unsicherheiten der IAPWS-95 für die Größen Dichte, Schallgeschwindigkeit, isobare Wärmekapazität im homogenen Zustandsgebiet sowie für die Größen Dampfdruck, Siede- und Taudichte auf der Phasengrenze Gas-Flüssigkeit.

 

Unsicherheit der IAPWS-95 in der Dichte, im kritischen Gebiet im Druck, (linkes
Diagramm) und in der Schallgeschwindigkeit (rechtes Diagramm).

 

Z10gross

Unsicherheit der IAPWS-95 in der isobaren Wärmekapazität (linkes Diagramm)
und auf der Phasengrenze Gas-Flüssigkeit im Dampfdruck pσ sowie
in der Siededichte ρ' und in der Taudichte ρ''(rechtes Diagramm).

Die drei Diagramme für die homogenen Phasen geben gleichzeitig den Gültigkeitsbereich der IAPWS-95 an. Über diesen formalen Gültigkeitsbereich hinaus ist die IAPWS-95 zumindest für die Basisgrößen Druck, Dichte und Enthalpie bis zu extrem hohen Drücken, Temperaturen und Dichten (etwa 80000 MPa, einige tausend Kelvin, etwa 2500 kg m−3) sinnvoll extrapolierbar.


Software

Zur Verwendung der IAPWS-95 steht ein umfangreiches Softwarepaket zur Verfügung, das dem unter Software beschriebenen Programm FLUIDCAL in der Version für den Stoff Wasser, entspricht.

Wegen der wissenschaftlichen Bedeutung der IAPWS-95 ist die Software zur Berechnung der thermodynamischen Eigenschaften von Wasser auf der Basis der IAPWS-95 für Universitäten kostenlos.

Einzelheiten zur Software FLUIDCAL siehe hier.