関数IAPWS95_iceVII_liquid_boundary_forward マニュアル

(The documentation of function IAPWS95_iceVII_liquid_boundary_forward)
Last Update: 2023/9/14


◆機能・用途(Purpose)

指定された温度における氷VIIと液体の相境界の圧力を陽関数により計算する。
Compute the pressure on the boundary between the ice VII and liquid at a given temperature using an explicit function.

◆形式(Format)

#include <IAPWS95/phase.h>
inline double IAPWS95_iceVII_liquid_boundary_forward(const double T)


◆引数(Arguments)

T 温度 [K]。
A temperature [K].


◆戻り値(Return value)

温度Tにおける氷VIIと液体の相境界の圧力P。
The pressure P on the boundary between the ice VII and liquid at temperature T.

◆使用例(Example)

double T=400.0;
double P=IAPWS95_iceVII_liquid_boundary_forward(T);


◆計算式(Formula)

Wagner and Pruss (2002)の(2.20)式 \[\begin{equation} \ln\left(\frac{P}{P_n^{VI,VII}}\right) =a_1(1-\theta^{-1}) +a_2(1-\theta^5) +a_3(1-\theta^{22}) \label{eq.P} \end{equation}\] \[\begin{equation} \theta=\frac{T}{T_n^{VI,VII}} \label{eq.theta} \end{equation}\] により相境界の圧力\(P\)を計算する。 ここで\(T_n^{VI,VII}\), \(P_n^{VI,VII}\)は 氷VI, 氷VII, 液体の3相が共存する温度・圧力 であり、係数\(a_1\)-\(a_3\)は下表の通り与える。
Compute the pressure \(P\) on the phase boundary using Eqs. (\ref{eq.P}) and (\ref{eq.theta}) that are from Eq. (2.20) of Wagner and Pruss (2002), where \(T_n^{VI,VII}\) and \(P_n^{VI,VII}\) are the temperature and pressure at which the ice VI, ice VII, and liquid phases coexist, respectively, and the coefficients \(a_1\)-\(a_3\) are given in the table below.
係数
Coefficient 		値
Value
\(a_1\)1.73683
\(a_2\)-0.0544606
\(a_3\)8.06106e-08

Wagner and Pruss (2002)では(2.20)式を適用可能な 温度の上限\(T_{max}^{VII}\) が定められている。 この温度を超えると(\ref{eq.P})式から計算される相境界は\(dP/dT<0\)となる。 したがって、この関数では 温度は\(T_n^{VI,VII} \leq T \leq T_{max}^{VII}\)の範囲になければならない。 この条件が満たされない場合はプログラムをエラー終了する。
The upper limit temperature \(T_{max}^{VII}\) for the validity range of Eq. (2.20) is given in Wagner and Pruss (2002). Above this temperature, the phase boundary computed by Eq. (\ref{eq.P}) shows \(dP/dT < 0\). Therefore, this function requires the temperature to satisfy \(T_n^{VI,VII} \leq T \leq T_{max}^{VII}\). If this requirement is not satisfied, the program finishes as an error.
特にエラーにはしないが、氷VIIと液体の相境界は IAPWS-95を適用可能な圧力範囲よりも高圧であることに留意(図1)。
Note that the boundary between the ice VII and liquid is greater than the upper limit pressure of the validity range of IAPWS-95 (Fig. 1), although no error is issued.


図1. IAPWS-95に基づく水の相図。
Fig. 1. The phase diagram of water based on IAPWS-95.