比热容



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比热容(Specific Heat
Capacity,符号c),简称比热,亦称比热容量,是热力学中常用的一个物理量。比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每公斤开尔文(J
kg-1K-1 或 J
kg-1℃-1,J是指焦耳,K是指热力学温标,与摄氏度℃相等),即令1公斤的物质的温度上升1摄氏度所需的能量。根据此定理,最基本便可得出以下公式:

当比热容越大,该物质便需要更多热能加热。以水和油为例,水和油的比热容分别是4200和2000,即把水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把水和油加热的话,油将比水较快升温。
比热容的符号是c,必须为小阶,而大阶C则为热容的符号。以水为例,一千克(kg)重的水需要4200焦耳(J)来加热一摄氏度(℃或K)。根据比热容,便可得出:

目录 [隐藏]
1 历史
2 定义及公式
3 比热容计算
4 因素
4.1 分子
5 基本物质比热列表
6 用途
6.1 冷却剂
6.1.1 水
6.2 计算
6.2.1 热能
7 热容
8 内部连结
9 参考



定义及公式比热容是指某物质加热所需的热能,此定理最基本便可得出:

此公式上,s是指比热容;H是指所需的热能;m是指质量;ΔT是指温差。
而若加上单位后,比热容便指某物质重一公斤(kg),加热一摄氏度(℃)或热力学温标(K)所需的焦耳(J),也就是比热容的单位:

[编辑]
比热容计算最基本的比热容计算,可以一次实验得出。以下为一例子。首先,将两公斤的水倒入一个杯中,然后计算其温度,假设温度为20摄氏度。然后,把水加热,并计算使用了的能量(例如使用焦耳表)。然后,停止加热,并计算其温度及使用了的能量。假设温度为60摄氏度及能量使用了312千焦耳。然后,运用公式计算出其比热容:


可能最后得出的数字比实际数字有所不同,主要因素是受到外围温度影响。
[编辑] 因素物质的比热容和热容都会在不同因素下有不同的影响,例如温差、物质状态等,主要都是分子压力的差别。
[编辑] 分子
分子运动论。在不同的温度下,物质的比热容都会有所不同,主要是因为分子的压力有所不同。根据分子运动论,当温度增加,分子震动得较快;当温度减少,分子则震动得较慢。此原理亦可指,在不同的压力和相态下,物质的比热容亦有不同。
以温差为例,假如在夏天较热的天气下煮水,会比冬天较冷的天气下更快沸腾,因为温度较高。
以压力为例,在地球水平线上,大气

压力为101.325千帕斯卡,假如在这里煮水,水将于100摄氏度沸腾。但在海拔约8.8公里的珠穆朗玛峰上,大气压力只有若3.2千帕斯卡,假如在这里煮水,水将于69摄氏度沸腾。
以相态为例,液态水的比热容是4200,而冰(水的固态)的比热容则是2060。
[编辑] 基本物质比热列表以下列表是各物质的比热容。
物质化学符号模型相态比热容量(基本) J/(kg·K)比热容量(25℃)J/(kg·K)
氢H22气1400014300
氦He1气51905193.2
氨NH34气20552050
氖Ne1气10301030.1
锂Li1固35803582
乙醇CH3CH2OH9液24602440
汽油混混液22002220
石蜡CnH2n+262至122固22002500
甲烷CH45气21602156
油混混液20002000
软木塞混混固20002000
乙烷C2H68气17301729
尼龙混混固17001720
乙炔C2H24气15001511
聚苯乙烯CH23固13001300
硫化氢H2S3气11001105
氮N22气10401042
空气 (室温)混混气10301012
空气 (海平面、干燥、0℃)混混气10051035
氧O22气920918
二氧化碳CO23气840839
一氧化碳CO2气10401042
铝Al1固900897
石绵混混固840847
陶瓷混混固840837
氟F22气820823.9
砖混混固750750
石墨C1固720710
四氟甲烷CF45气660659.1
二氧化硫SO23气600620
玻璃混混固60084
氯Cl22气520520
钻石C1固502509.1
钢混混固450450
铁Fe1固450444
黄铜Cu,Zn混固380377
铜Cu1固385386
银Ag1固235233
汞Hg1液139140
铂Pt1固135135
金Au1固129126
铅Pb1固125128
水蒸气(水)H2O3气18501850
水H2O3液42004186
冰(水)H2O3固20602050 (-10℃)

[编辑] 用途[编辑] 冷却剂[编辑] 水主条目:水
人类发现水(液态)的比热容约4200,比其它液体较高。因此,便指出水是一个较好的冷却剂。例如,用于汽车作散热功能。另外,由于水的比热容比陆地大,因此,沿岸地区的温差一向比内陆地区的低。
同时水也是比较好的保温剂,所以大部分的保暖袋都用水的。
[编辑] 计算[编辑] 热能根据比热容的公式:

经转换后,便能得出:

即透过比热容,便可计算某质量的热能使用。例如一次实验中,四公斤重的水的温度原先是25摄氏度,经过加热后,温度为45摄氏度。假如要求取使用了多少能量的话,首先要知道水的比热容,若水的比热容是4200的话,透过以上公式计算,便可得出:


即是使用了336000焦耳热能。
[编辑] 热容主条目:热容
比热容只指一公斤的物质增加一摄氏度所需的热能。即是指假如在实验上,物质的重量有多少都不会改变它的比热容。但热容则指的是某物质增加一摄氏度所需要的热量,这就要

把物质的重量考虑进去,比如一杯水的热容,就比两杯水的少。因此,热容和比热容是相关的。热容的符号是H,比热容的符号则是h,热容和比热容的关系可以以以下公式:


m是指物质的质量。
[编辑] 内部连结热容
质量
物质
温度
热能
相态
摄氏度
[编辑] 参考TAO Ping Kee, LEE Hong Moon. New Physics at Work - HEAT. Oxford
University Press. 1993. ISBN 0-19-545777-3.
http://www.360docs.net/doc/info-1b492e4a2b160b4e767fcf1b.html/contextual/heat/tep/temch/island_c.html 水和沙的比热容
http://www.360docs.net/doc/info-1b492e4a2b160b4e767fcf1b.html/hbase/thermo/spht.html 比热公式
http://www.360docs.net/doc/info-1b492e4a2b160b4e767fcf1b.html/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=AJPIAS000071000011001142000001&idtype=cvips&gifs=yes
比热容单位
http://www.360docs.net/doc/info-1b492e4a2b160b4e767fcf1b.html/hbase/tables/sphtt.html#c1 比热容物质列表
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