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1、比热容(specific heat capacity)又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符号c表示。混合物的比热容 气体的比热容水的比热容较大的应用 一、利用水的比热容大来调节气候 二、利用水的比热容大来冷却或取暖常见物质的比热容 混合物的比热容 气体的比热容水的比热容较大的应用 一、利用水的比热容大来调节气候 二、利用水的比热容大来冷却或取暖编辑本段定义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千克开尔文（J /(kgK) 或
2、 J /(kg)，J是指焦耳，K是指热力学温标，与摄氏度相等），即令1千克的物质的温度上升（或下降）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： c=E（Q）/mT E为吸收的热量，中学的教科书里为Q；m是物体的质量，T是吸热（放热）后温度所上升（下降）值，初中的教材里把T写成t，其实这是很不规范的（我们生活中常用作为温度的单位，很少用K，而且T=t，因此中学阶段都用t，但国际上或者更高等的科学领域，还是使用T）。 物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比 比热容测试仪热容三种。 定压比热容Cp是单位质量的物质在压力不变的条件下
3、，温度升高或下降1或1K所吸收或放出的能量。 定容比热容Cv是单位质量的物质在容积（体积）不变的条件下，温度升高或下降1或1K吸收或放出的内能。 饱和状态比热容是单位质量的物质在某饱和状态时，温度升高或下降1或1K所吸收或放出的热量。 编辑本段单位比热容的单位是复合单位。 在国际单位制中，能量、功、热量的主单位统一为焦耳，温度的主单位是开尔文，因此比热容的国际单位为J/(kgK)，读作“焦耳每千克开尔文”。（内的字可以省略。） 常用单位：J/(kg)、J/(g)、kJ/(kg)、cal/(kg)、kcal/(kg)等。注意摄氏度和开尔文仅在温标表示上有所区别，在表示温差的量值意义上等价，因此这
4、些单位中的和K可以任意互相替换。例如“焦每千克摄氏度”和“焦每千克开”是等价的。 比热容表示物体吸热（或散热）能力的物理量 编辑本段计算设有一质量为m的物体，在某一过程中吸收（或放出）热量Q时，温度升高（或降低）T，则Q/T称为物体在此过程中的热容量（简称热容），用C表示，即C=Q/T。用热容除以质量，即得比热容c=C/m=Q/mT。对于微小过程的热容和比热容，分别有C=dQ/dT，c=1/m*dQ/dT。因此，在物体温度由T1变化到T2的有限过程中，吸收（或放出）的热量Q=(T2,T1)CdT=m(T2,T1)cdT。 一般情况下，热容与比热容均为温度的函数，但在温度变化范围不太大时，可近似
5、地看为常量。于是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。如令温度改变量T=T2-T1，则有Q=cmT。这是中学中用比热容来计算热量的基本公式。 在英文中，比热容被称为：Specific Heat Capacity(SHC)。 用比热容计算热能的公式为：Energy=MassSpecific Heat CapacityTemperature change 可简写为：Energy=SHCMassTemp Ch，Q=cmT。 与比热相关的热量计算公式：Q=cmT 即Q吸（放）=cm(T初-T末) 其中c为比热，m为质量，Q为能量。 吸热时为Q=cmT升（用实际升高温度减物体初温），放热时为Q=c
6、mT降（用实际初温减降后温度）。或者Q=cmT=cm(T末-T初)，Q0时为吸热，Q0时为放热。 （涉及到相态变化时的热量计算不能直接用Q=cmT，因为不同物质的比热容一般不同，发生物态变化后，物质的比热容变化了。） 编辑本段历史最初是在18世纪，苏格兰的物理学家兼化学家J.布莱克发现质量相同的不同物质，上升到相同温度所需的热量不同，而提出了比热容的概念。几乎任何物质皆可测量比热容，如化学元素、化合物、合金、溶液，以及复合材料。 历史上，曾以水的比热来定义热量，将1克水升高1度所需的热量定义为1卡路里。 混合物的比热容加权平均计算： c=C/M=(m1c1+m2c2+m3c3+)/(m1+m2
7、+m3+)。 气体的比热容定义： Cp 定压比热容：压强不变，温度随体积改变时的热容，Cp=dH/dT，H为焓。 Cv 定容比热容：体积不变，温度随压强改变时的热容，Cv=dU/dT，U为内能。 则当气体温度为T，压强为P时，提供热量dQ时气体的比热容： Cp*m*dT=Cv*m*dT+PdV； 其中dT为温度改变量，dV为体积改变量。 理想气体的比热容： 对于有f 个自由度的气体的定容比热容和摩尔比热容是： Cv,m=R*f/2 Cv=Rs*f/2 R=8.314J/(molK) 迈耶公式：Cp=Cv+R 比热容比：=Cp/Cv 多方比热容：Cn=Cv-R/(n-1)=Cv*(-n)/(1-
8、n) 对于固体和液体，均可以用比定压热容Cp来测量其比热容，即：C=Cp （用定义的方法测量 C=dQ/mdT) 。 Dulong-Petit 规律： 金属比热容有一个简单的规律，即在一定温度范围内，所有金属都有一固定的摩尔热容： Cp25J/(molK) 所以 cp=25/M， 其中M为摩尔质量，比热容单位J/(kgK)。 注：当温度远低于200K时 关系不再成立，因为对于T趋于0，C也将趋于0。 编辑本段水的比热容较大的应用水的比热容较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。这个应用主要考虑两个方面，第一是一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候；第二是一
9、定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。 一、利用水的比热容大来调节气候水的比热容较大，对于气候的变化有显著的影响。在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化小一些，水的这个特征对气候影响很大，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海温度降低少，为此一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大，一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。海陆风的形成原因与之类似。 1对气温的影响 据新华社消息，三峡水库蓄水后，这个世界上最大的人工湖将成为一个天然“空调”，使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计，夏天气温可能会因此下降5，冬天气温可能会上升3到4。 2热岛效应的缓解 晴
10、朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，在温度的空间分布上， 城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。在缓解热岛效应方面，专家测算，一个中型城市环城绿化带树苗长成浓荫后，绿化带常年涵养水源相当于一座容积为1.1410m的中型水库，由于水的比热容大，能使城区夏季高温下降1以上，有效缓解日益严重的“热岛效应”。 水库的建立，水的增加，而水的比热容大，在同样受冷受热时温度变化较小，从而使夏天的温度不会升得比过去高，冬天的温
11、度不会下降的比过去低，使温度保持相对稳定，从而水库成为一个巨大的“天然空调”。 二、利用水的比热容大来冷却或取暖1水冷系统的应用 人们很早就开始用水来冷却发热的机器，在电脑CPU散热中可以利用散热片与CPU核心接触，使CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上，然后利用风扇将散发到空气中的热量带走。但水的比热容远远大于空气，因此可以用水代替空气作为散热介质，通过水泵将内能增加的水带走，组成水冷系统。这样CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升，散热性能优于上述直接利用空气和风扇的系统。 热机（例如汽车的发动机，发电厂的发电机等）的冷却系统也用水做为冷却液，也是利用了水的比热容大这一
12、特性。 2农业生产上的应用 水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。 3热水取暖 冬季供热用的散热器、暖水袋。 4其他 诸如在炎热的夏天古代皇室用流水从屋顶上流下，起了防暑降温作用；夏威夷是太平洋深处的一个岛，那里气候宜人，是旅游度假的圣地，除了景色诱人之外，还有一个主要原因就是冬暖夏凉。 其它信息参见词条定压比热容、定容比热容。 编辑本段常见物质的比热容单位质量的某种物质，温度降低1度放出的热量，
13、与它温度升高一度吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 物质化学符号模型相态比热容量（基本） J/(kg)比热容量（25）J/(kgK)氢H2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N2气10401042空气（室温）混混气10301012空气（海平面、干燥、0）混混气10051035氧O2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F2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
