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{matrix} (1) & \ln (\frac{P}{P_{n}^{V I, V I I}}) = a_{1} (1 - θ^{- 1}) + a_{2} (1 - θ^{5}) + a_{3} (1 - θ^{22}) \end{matrix}

\begin{matrix} (2) & θ = \frac{T}{T_{n}^{V I, V I I}} \end{matrix}

により相境界の圧力

P

を計算する。ここで

T_{n}^{V I, V I I}

P_{n}^{V I, V I I}

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. (

1

) and (

2

) that are from Eq. (2.20) of Wagner and Pruss (2002), where

T_{n}^{V I, V I I}

and

P_{n}^{V I, V I I}

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_{m a x}^{V I I}

が定められている。この温度を超えると(

1

)式から計算される相境界は

d P / d T < 0

となる。したがって、この関数では温度は

T_{n}^{V I, V I I} \leq T \leq T_{m a x}^{V I I}

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_{m a x}^{V I I}

for the validity range of Eq. (2.20) is given in Wagner and Pruss (2002). Above this temperature, the phase boundary computed by Eq. (

1

) shows

d P / d T < 0

. Therefore, this function requires the temperature to satisfy

T_{n}^{V I, V I I} \leq T \leq T_{m a x}^{V I I}

. 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.