『壹』 什麼是比熱容請問一下
比熱容(specific heat capacity)又稱比熱容量,簡稱比熱(specific heat),是單位質量物質的熱容量,即是單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的熱量。比熱容是表示物質熱性質的物理量。通常用符號c表示。定義
比熱容測試儀
一定質量的某種物質,溫度升高1度所吸收的熱量,叫做這種物質的比熱容(比熱值),用符號c表示。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文(J /(kg·K) 或 J /(kg·℃),J是指焦耳,K是指熱力學溫標,與攝氏度℃相等),即令1千克的物質的溫度上升(或下降)1攝氏度所需的能量。根據此定理,最基本便可得出以下公式:
Q=cmΔT
Q為吸收的熱量;m是物體的質量,⊿T是吸熱(放熱)後溫度所上升(下降)值,初中的教材里把⊿T寫成⊿t,其實這是很不規范的(我們生活中常用℃作為溫度的單位,很少用K,而且⊿T=⊿t,因此中學階段都用⊿t,但國際上或者更高等的科學領域,還是使用⊿T)。
物質的比熱容與所進行的過程有關。在工程應用上常用的有定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀態比熱容三種。
定壓比熱容Cp:是單位質量的物質在壓力不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。
定容比熱容Cv:是單位質量的物質在容積(體積)不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K吸收或放出的內能。
飽和狀態比熱容:是單位質量的物質在某飽和狀態時,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。
2單位
比熱容的單位是復合單位。
在國際單位制中,能量、功、熱量的主單位統一為焦耳,溫度的主單位是開爾文,因此比熱容的國際單位為J/(kg·K),讀作「焦[耳]每千克開[爾文]」。([]內的字可以省略。)
常用單位:J/(kg·℃)、J/(g·℃)、kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。注意攝氏度和開爾文僅在溫標表示上有所區別,在表示溫差的量值意義上等價,因此這些單位中的℃和K可以任意互相替換。例如「焦每千克攝氏度」和「焦每千克開」是等價的。
比熱容表示物體吸熱(或散熱)能力的物理量
3計算
設有一質量為m的物體,在某一過程中吸收(或放出)熱量ΔQ時,溫度升高(或降低)ΔT,則ΔQ/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量(簡稱熱容),用C表示,即C=ΔQ/ΔT。用熱容除以質量,即得比熱容c=C/m=ΔQ/mΔT。對於微小過程的熱容和比熱容,分別有C=dQ/dT,c=1/m*dQ/dT。因此,在物體溫度由T1變化到T2的有限過程中,吸收(或放出)的熱量Q=∫(T2,T1)CdT=m∫(T2,T1)cdT。
一般情況下,熱容與比熱容均為溫度的函數,但在溫度變化范圍不太大時,可近似地看為常量。於是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。如令溫度改變數ΔT=T2-T1,則有Q=cmΔT。這是中學中用比熱容來計算熱量的基本公式。
在英文中,比熱容被稱為:Specific Heat Capacity(SHC)。
用比熱容計算熱能的公式為:能量=質量×比熱×溫度變化
可簡寫為:Energy=SHC×Mass×Temp Ch,Q=cmΔT。
與比熱相關的熱量計算公式:Q=cmΔT 即Q吸(放)=cm(T初-T末) 其中c為比熱,m為質量,Q為能量熱量。吸熱時為Q=cmΔT升(用實際升高溫度減物體初溫),放熱時為Q=cmΔT降(用實際初溫減降後溫度)。或者Q=cmΔT=cm(T末-T初),Q>0時為吸熱,Q<0時為放熱。
(涉及到物態變化時的熱量計算不能直接用Q=cmΔT,因為不同物質的比熱容一般不同,發生物態變化後,物質的比熱容變化了。)
4歷史
最初是在18世紀,蘇格蘭的物理學家兼化學家J.布萊克發現質量相同的不同物質,上升到相同溫度所需的熱量不同,而提出了比熱容的概念。幾乎任何物質皆可測量比熱容,如化學元素、化合物、合金、溶液,以及復合材料。
歷史上,曾以水的比熱來定義熱量,將1克水升高1度所需的熱量定義為1卡路里。
混合物
加權平均計算:
c=ΣC/ΣM=(m1c1+m2c2+m3c3+…)/(m1+m2+m3+…)。
氣體
定義:
Cp 定壓比熱容:壓強不變,溫度隨體積改變時的熱容,Cp=dH/dT,H為焓。
Cv 定容比熱容:體積不變,溫度隨壓強改變時的熱容,Cv=dU/dT,U為內能。
則當氣體溫度為T,壓強為P時,提供熱量dQ時氣體的比熱容:
Cp*m*dT=Cv*m*dT+PdV;
其中dT為溫度改變數,dV為體積改變數。
理想氣體的比熱容:
對於有f 個自由度的氣體的定容比熱容和摩爾比熱容是:
Cv,m=R*f/2
Cv=Rs*f/2
R=8.314J/(mol·K)
邁耶公式:Cp=Cv+R
比熱容比:γ=Cp/Cv
多方比熱容:Cn=Cv-R/(n-1)=Cv*(γ-n)/(1-n)
對於固體和液體,均可以用比定壓熱容Cp來測量其比熱容,即:C=Cp (用定義的方法測量 C=dQ/mdT)。
Dulong-Petit 規律:
金屬比熱容有一個簡單的規律,即在一定溫度范圍內,所有金屬都有一固定的摩爾熱容:
Cp≈25J/(mol·K)
所以
cp=25/M,
其中M為摩爾質量,比熱容單位J/(kg·K)。
註:當溫度遠低於200K時 關系不再成立,因為對於T趨於0,C也將趨於0。
5應用
水的比熱容較大,在工農業生產和日常生活中有廣泛的應用。這個應用主要考慮兩個方面,第一是一定質量的水吸收(或放出)很多的熱而自身的溫度卻變化不大,有利於調節氣候;第二是一定質量的水升高(或降低)一定溫度吸熱(或放熱)很多,有利於用水作冷卻劑或取暖。
調節氣候
水的比熱容較大,對於氣候的變化有顯著的影響。在同樣受熱或冷卻的情況下,水的溫度變化小一些,水的這個特徵對氣候影響很大,白天沿海地區比內陸地區溫升慢,夜晚沿海溫度降低少,為此一天中沿海地區溫度變化小,內陸溫度變化大,一年之中夏季內陸比沿海炎熱,冬季內陸比沿海寒冷。海陸風的形成原因與之類似。
1.對氣溫的影響
據新華社消息,三峽水庫蓄水後,這個世界上最大的人工湖將成為一個天然「空調」,使山城重慶的氣候冬暖夏涼。據估計,夏天氣溫可能會因此下降5℃,冬天氣溫可能會上升3到4℃。
2.熱島效應的緩解
晴朗無風的夏日,海島上的地面氣溫,高於周圍海上氣溫,並因此形成海風環流以及海島上空的積雲對流,這是海洋熱島效應的表現。2010~2013年以來,由於城市人口集中,工業發達,交通擁塞,大氣污染嚴重,且城市中的建築大多為石頭和混凝土建成,在溫度的空間分布上, 城市猶如一個溫暖的島嶼,從而形成城市熱島效應。在緩解熱島效應方面,專家測算,一個中型城市環城綠化帶樹苗長成濃蔭後,綠化帶常年涵養水源相當於一座容積為1.14×10m的中型水庫,由於水的比熱容大,能使城區夏季高溫下降1℃以上,有效緩解日益嚴重的「熱島效應」。
水庫的建立,水的增加,而水的比熱容大,在同樣受冷受熱時溫度變化較小,從而使夏天的溫度不會升得比過去高,冬天的溫度不會下降的比過去低,使溫度保持相對穩定,從而水庫成為一個巨大的「天然空調」。
冷卻或取暖
1.水冷系統的應用
人們很早就開始用水來冷卻發熱的機器,在電腦CPU散熱中可以利用散熱片與CPU核心接觸,使CPU產生的熱量通過熱傳導的方式傳輸到散熱片上,然後利用風扇將散發到空氣中的熱量帶走。但水的比熱容遠遠大於空氣,因此可以用水代替空氣作為散熱介質,通過水泵將內能增加的水帶走,組成水冷系統。這樣CPU產生的熱量傳輸到水中後水的溫度不會明顯上升,散熱性能優於上述直接利用空氣和風扇的系統。
熱機(例如汽車的發動機,發電廠的發電機等)的冷卻系統也用和水做為冷卻液,也是利用了水的比熱容大這一特性。
2.農業生產上的應用
水稻是喜溫作物,在每年三四月份育苗的時候,為了防止霜凍,農民普遍採用「淺水勤灌」的方法,即傍晚在秧田裡灌一些水過夜,第二天太陽升起的時候,再把秧田中的水放掉。根據水的比熱容大的特性,在夜晚降溫時,使秧苗的溫度變化不大,對秧苗起了保溫作用。
3.熱水取暖
冬季供熱用的散熱器、暖水袋。
4.其他
諸如在炎熱的夏天古代皇室用流水從屋頂上流下,起了防暑降溫作用;夏威夷是太平洋深處的一個島,那裡氣候宜人,是旅遊度假的聖地,除了景色誘人之外,還有一個主要原因就是冬暖夏涼。
其它信息參見詞條定壓比熱容、定容比熱容。
6常見物質
單位質量的某種物質,溫度降低1度放出的熱量,與它溫度升高一度吸收的熱量相等,數值上也等於它的比熱容。
物質
化學符號
模型
相態
比熱容量(基本) J/(kg·℃)
比熱容量(25℃)J/(kg·K)
氫
H
2
氣
14000
14300
氦
He
1
氣
5190
5193.2
氨
NH3
4
氣
2055
2050
氖
Ne
1
氣
1030
1030.1
鋰
Li
1
固
3580
3582
乙醇
C2H5OH
9
液
2460
2440
汽油
混
混
液
2200
2220
石蠟
CnH2n+2
62至122
固
2200
2500
甲烷
CH4
5
氣
2160
2156
油
混
混
液
2000
2000
軟木塞
混
混
固
2000
2000
乙烷
C2H6
8
氣
1730
1729
尼龍
混
混
固
1700
1720
乙炔
C2H2
4
氣
1500
1511
聚苯乙烯
CH2
3
固
1300
1300
硫化氫
H2S
3
氣
1100
1105
氮
N
2
氣
1040
1042
空氣(室溫)
混
混
氣
1030
1012
空氣(海平面、乾燥、0℃)
混
混
氣
1005
1035
氧
O
2
氣
920
918
二氧化碳
CO2
3
氣
840
839
一氧化碳
CO
2
氣
1040
1042
鋁
Al
1
固
900
897
石綿
混
混
固
840
847
陶瓷
混
混
固
840
837
氟
F
2
氣
820
823.9
磚
混
混
固
750
750
石墨
C
1
固
720
710
四氟甲烷
CF4
5
氣
660
659.1
二氧化硫
SO2
3
氣
600
620
玻璃
混
混
固
600
84
氯
Cl2
2
氣
520
520
鑽石
C
1
固
502
509.1
鋼
混
混
固
450
450
鐵
Fe
1
固
450
444
黃銅
Cu,Zn
混
固
380
377
銅
Cu
1
固
385
386
銀
Ag
1
固
235
233
汞
Hg
1
液
139
140
鉑
Pt
1
固
135
135
金
Au
1
固
129
126
鉛
Pb
1
固
125
128
水蒸氣(水)
H2O
3
氣
1850
1850
水
H2O
3
液
4200
4186
冰(水)
H2O
3
固
2060
2050 (-10℃)
理論上說,常見液體和固體物質中,水的比熱容最大
對上表中數值的解釋:
⑴比熱此表中單位為 kj/(kg·℃)/ j/(kg·℃),兩單位為千進制1kJ/(kg·℃)/=1×10³J/(kg·℃)
⑵水的比熱較大,金屬的比熱更小一些
⑶c鋁>c鐵>c鋼>c鉛 (c鉛<c鐵<c鋼<c鋁)。
補充說明:
⒈不同的物質有不同的比熱容,比熱容是物質的一種特性,因此,可以用比熱的不同來(粗略地)鑒別不同的物質(注意有部分物質比熱相當接近)
⒉同一物質的比熱一般不隨質量、形狀的變化而變化。如一杯水與一桶水,它們的比熱相同。
⒊對同一物質,比熱值與物態有關,同一物質在同一狀態下的比熱是一定的(忽略溫度對比熱的影響),但在不同的狀態時,比熱是不相同的。例如水的比熱與冰的比熱不同。
⒋在溫度改變時,比熱容也有很小的變化,但一般情況下可以忽略。比熱容表中所給的比熱數值是這些物質在常溫下的平均值。
⒌氣體的比熱容和氣體的熱膨脹有密切關系,在體積恆定與壓強恆定時不同,故有定容比熱容和定壓比熱容兩個概念。但對固體和液體,二者差別很小,一般就不再加以區分。
常見氣體的比熱容
(單位:kJ/(kg·K))
Cp Cv
氧氣0.9090.649
氫氣14.059.934
水蒸氣1.8421.381
氮氣1.0380.741
『貳』 比熱容是什麼
比熱容(specific heat capacity)又稱比熱容量,簡稱比熱(specific heat),是單位質量物質的熱容量,即使單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內能。比熱容是表示物質熱性質的物理量。通常用符號c表示。
『叄』 什麼是比熱容通俗一點
你可以把比熱容理解成,某一樣事物能夠容納熱量的多少的一個固定的數值.比熱容既可以指某樣事物所吸收的熱量.也可指某樣事物放出的熱量.
而熱值就是1KG燃料完全燃燒時所放出的熱量.(是燃料!單單指燃料!不是水之類的物質)而且單單指放出的熱量!不指吸收!
比熱容(Specific Heat Capacity,符號c),簡稱比熱,亦稱比熱容量,是熱力學中常用的一個物理量,用來表示物質提高溫度所需熱量的能力,而不是吸收或者散熱能力。它指單位質量的某種物質升高(或下降)單位溫度所吸收(或放出)的熱量。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文[J/( kg· K )],即令1KG的物質的溫度上升1開爾文所需的熱量。根據此定理,最基本便可得出以下公式:
物質的比熱容越大,相同質量和溫升時,需要更多熱能。以水和油為例,水和油的比熱容分別約為4200 J/(kg·K)和2000 J/(kg·K),即把相同質量的水加熱的熱能比油多出約一倍。若以相同的熱能分別把相同質量的水和油加熱的話,油的溫升將比水的溫升大。
卡諾定理指出,可逆循環的效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關,而與工作物質(工質)或工作路徑等其它因素無關
熱力學溫度又被稱為絕對溫度,是熱力學和統計物理中的重要參數之一。一般所說的絕對零度便是對應-273.15攝氏度。
『肆』 比熱容到底表示什麼意思,舉例說明
比熱容
(specific
heat
capacity)
又稱
比
熱容量
,簡稱
比熱
(specific
heat)
,是
單位質量物質的熱容量
,即
使單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內能
。比熱容是表示物質熱性質的物理量。通常用符號c表示。
物質的比熱容與所進行的過程有關。在工程應用上常用的有定壓
比熱容C
p、定容比熱容Cv和
飽和狀態
比熱容三種,定壓比熱容Cp是單位質量的物質在比壓不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量;定容比熱容Cv是單位質量的物質在
比容
不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K吸收或放出的內能,飽和狀態比熱容是單位質量的物質在某飽和狀態時,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。
在中學范圍內,簡單(不嚴格)的定義為:
單位質量的某種物質溫度升高1℃吸收的熱量(或降低1℃釋放的熱量)叫做這種物質的比熱容。
[編輯本段]單位比熱的單位是復合單位。
在
國際單位制
中,能量、功、熱量的主單位統一為
焦耳
,溫度的主單位是
開爾文
,因此比熱容的主單位為
J/(kg·K)
,讀作「焦[耳]每千克開」。([]內的字可以省略。)
常用單位
:kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。注意
攝氏度
和開爾文僅在溫標表示上有所區別,在表示溫差的量值意義上等價,因此這些單位中的℃和K可以任意互相替換。例如「
焦每千克攝氏度
」和「焦每千克開」是等價的。
[編輯本段]計算基本計算設有一質量為m的物體,在某一過程中吸收(或放出)熱量ΔQ時,溫度升高(或降低)ΔT,則ΔQ/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量(簡稱熱容),用C表示,即C=ΔQ/ΔT。用熱容除以質量,即得比熱容c=C/m=ΔQ/mΔT。對於微小過程的熱容和比熱容,分別有C=dQ/dT,c=1/m*dQ/dT。因此,在物體溫度由T1變化到T2的有限過程中,吸收(或放出)的熱量Q=∫(T2,T1)CdT=m∫(T2,T1)CdT。
一般情況下,熱容與比熱容均為溫度的函數,但在溫度變化范圍不太大時,可近似地看為常量。於是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。如令溫度改變數ΔT=T2-T1,則有Q=cmΔT。這是中學中用比熱容來計算熱量的基本公式。
在英文中,比熱容被稱為:Sepcific
Heat
Capacity(SHC)。
用比熱容計算熱能的公式為:Energy=Mass×Specific
Heat
Capacity×Temperature
change
可簡寫為:Energy=Mass×SHC×Temp
Ch,
Q=mcΔt
。
與比熱相關的
熱量計算公式
:Q=cmΔt
即Q吸(放)=cm(t-t1)
其中c為比熱,m為質量,t為末溫,t1為
初溫
,Q為能量。
吸熱時為Q=cmΔt升(用實際升高溫度減物體初溫),放熱時為Q=cmΔt降(用實際初溫減降後溫度)。或者Q=cmΔt=cm(t末-t初),Q>0時為吸熱,Q<0時為放熱。
『伍』 什麼是比熱容詳細。
比熱容又稱比熱容量,簡稱比熱,是單位質量物質的熱容量,即是單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的熱量。比熱容是表示物質熱性質的物理量。通常用符號c表示。比熱容與物質的狀態和物質的種類有關。
一定質量的某種物質,溫度升高(或降低)1攝氏度所吸收(或放出)的熱量,叫做這種物質的比熱容(比熱值),用符號c表示。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文(J /(kg·K) 或 J /(kg·℃),J是指焦耳,K是指熱力學溫標,與攝氏度℃相等),即令1千克的物質的溫度上升(或下降)1攝氏度所需的能量。
『陸』 比熱容是什麼
比熱容是指沒有相變化和化學變化時,一定量均相物質溫度升高1K所需的熱量。
利用比熱容的概念可以類推出表示1mol物質升高1K所需的熱量的摩爾熱容。而在等壓條件下的摩爾熱容Cp稱為定壓摩爾熱容。
在等容條件下的摩爾熱容Cv稱為定容摩爾熱容。通常將定壓摩爾熱容與溫度的關系,關聯成多項式。
(6)物理比熱容n是什麼擴展閱讀
物質的比熱容越大,相同質量和溫升時,需要更多熱能。以水和油為例,水和油的比熱容分別約為4200 J/(kg·K)和2000 J/(kg·K),即把相同質量的水加熱的熱能比油多出約一倍。若以相同的熱能分別把相同質量的水和油加熱的話,油的溫升將比水的溫升大。
卡諾定理指出,可逆循環的效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關,而與工作物質(工質)或工作路徑等其它因素無關
熱力學溫度又被稱為絕對溫度,是熱力學和統計物理中的重要參數之一。一般所說的絕對零度便是對應-273.15攝氏度。
『柒』 比熱容的定義是什麼 單位是什麼
比熱容(英語:specificheatcapacity,符號c),簡稱比熱,亦稱比熱容量,是熱力學中常用的一個物理量,表示物體吸熱或散熱能力,比熱容越大,物體的吸熱或散熱能力越強。它指單位質量的某種物質升高或下降單位溫度所吸收或放出的熱量。
其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文[J/(kg·K)],即令1公斤的物質的溫度上升1開爾文所需的能量。
在國際單位制中,比熱容的單位為「焦耳每千克開爾文」。也可讀作焦每千克開、焦耳每千克凱爾文、焦耳每公斤開爾文等。寫作J/(kg·K)。焦耳每千克攝氏度[J/(kg·℃)]與焦耳每千克開爾文在數值上等同。
(7)物理比熱容n是什麼擴展閱讀:
在工程應用上常用的包括:定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀態比熱容三種。
1、定壓比熱容Cp:是單位質量的物質在壓力不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。
2、定容比熱容Cv:是單位質量的物質在容積(體積)不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K吸收或放出的內能。
3、飽和狀態比熱容:是單位質量的物質在某飽和狀態時,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。
『捌』 物理中字母N代表什麼
N 壓力/支持力
n 折射率
A 振幅
a 加速度
B 磁場強度
C 比熱容、電容
c 光速
D 電位移矢量
d 光柵常數
E 電場強度
e 電子電量
F 力、法(電容單位)
f 摩擦力、振動頻率
G 重力
g 重力加速度
H 磁化強度矢量、亨(電感單位)
h 高度、深度、普朗克常數
I 電流
i 自由度
J 焦耳(熱量、能量單位)、交疊積分
K 開爾文(熱力學溫度單位)
m 質量
N 壓力/支持力
n 折射率
P 電功率
p 壓強
Q 熱量、電量
q 電量
R 電阻
r 位移、距離
S 路程
s 秒
T 溫度、振動周期
t 時間
U 電壓、電勢
V 伏特(電壓單位)
v 速度
W 功
X 磁化率
Z 配分函數
『玖』 物理上的「比熱容」是什麼
比熱容的定義為:單位質量物質的熱容量,即使單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內能。物質的比熱容與所進行的過程有關。在工程應用上常用的有定壓比熱容CD和定容比熱Cp兩種,定壓比熱容Cp是單位質量的物質在比容不變的條件下,單位溫度變化時所吸收或放出的能量;定容比熱容Cv是單位質量的物質在比容不變的條件下,單位溫度變化時吸收或放出的內能。在中學范圍內,簡單定義為:單位質量的某種物質溫度升高1℃吸收的熱量(或降低1℃釋放的熱量)叫做這種物質的比熱容。比熱容(specific
heat
capacity)簡稱比熱(specific
heat),通常用符號c表示。在英文中,比熱容被稱為:Sepcific
Heat
Capacity.公式為:Energy=Mass×Specific
Heat
Capacity×Tempreture
change可簡寫為:Energy=Mass×SHC×Temp
Ch
比熱容的單位應為J/(kg·K)