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比热容

告诉你,△T为负数和数学没有关系,而是表示一定的物理意义,T0-T<0说明物体温度升高了,是吸收热量,“Q放”成了负值不就是表示吸收热量吗?

其实你大可不必拘泥于这些次要的东西,只要先用温度变化的绝对值来算,最后根据实际情况作出判断就可以了,我来做一下这道题作个示例:

2100=cm|(70-20)|,但我不知道比热容是多少,接下来的计算你就自已完成吗

2100=cm|(20-70)|,式子差不多,但根据具体情况来判断,物体的温度上升了,一定是吸收了热量,就是这样的

你说的很对,T0是指初始温度,T是最后的温度,Q放=CM(T0-T),Q吸=(T-T0),我的意思是说不必去分这两种情况去讨论,可以先算出数值,不必管正负,最后根据题目来判断到底是升Q=cmΔt

c是比热容,m是质量,Δt是温差

也可分成两条写:

吸热时:

Q吸=cm(t-t0)

放热时:

Q放=cm(t0-t)

其中:

t是末温,t0是初温

温还是降温,到底是吸收热量还是放出热量

比热容(specificheatcapacity)又称比热容量,简称比热(specificheat),是单位质量物质的热容量,即使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

比热容

即比热,是单位质量物质的热容量。

什么叫比热容

单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称:

比热,用字母“c”表示。

单位

比热是一个复合单位,是由质量、温度、热量的单位组合而成的。

在国际单位制中,比热的单位是焦耳/(千克·摄氏度)读作焦每千克摄氏度。

(常用的单位还有卡/(克·℃)、千卡/(千克·℃)等)在国际单位制中,能量、功、热量的单位统一用焦耳,因此比热容的单位应为J/(kg·K)。

比热表

(1)比热值的数值后面都用10的3次方来表示

(2)水的比热较大,金属的比热更小一些

(3)c铝>c铁>c钢>c铅(c铝

(1)不同的物质有不同的比热,比热是物质的一种特性;

(2)同一物质的比热一般不随质量、形状、温度而变化,如一杯水与一桶水,冷水与热水,它们的比热相同;(3)对同一物质、比热值与物体的状态有关,同一物质在同一状态下的比热是一定的,但在不同的状态时,比热是不相同的,如,水的比热与冰的比热不同。

①比热是物质的一种特性(板书)

②某种物质的比热是:

a焦/(千克·℃)表示的意思是1千克的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是a焦耳如:

C水=4.2乘以10的3次方焦/千克·℃)表示的意思是1千克的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是4.2焦。

的比热容不一定等于1cal/(g·℃)。

但由于差别很小,可不加考虑。

其他物质在温度改变时,比热容也有很小的变化。

比热容表中所给的数值都是这些物质的平均值。

气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系,在体积恒定与压强恒定时不同,故有定容比热容和定压比热容两个概念。

但对固体和液体,二者差别很小,一般就不再加以区分。

应用

①水的比热较大,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。

②用热水取暖,冬季供热用的散热器、暖水袋。

③用水冷却汽车的发动机,发电厂的发电机等。

④农村在培育秧苗时,为保护秧苗夜间不致受冻,傍晚要往秧田里灌水,夜间秧田里温度不致降的太多,秧苗不致冻坏,早晨再把水放出去,以日照使秧苗温度高一些,有利于生长。

编辑词条

开放分类:

科学、物理、定理

参考资料:

1.

\

·某种物质的比热是:

a焦/(千克·℃)表示的意思是1千克的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是a焦耳如:

C水=4.2乘以10的3次方焦/千克·℃)表示的意思是1千克的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是4.2焦。

是4.2千焦。

比热容(specificheatcapacity)又称比热容量,简称比热(specificheat),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。

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/(kg·K)或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)/m△T

  △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,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/(kg·K),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ΔQ时,温度升高(或降低)ΔT,则ΔQ/ΔT称为物体在此过程中的热容量(简称热容),用C表示,即C=ΔQ/ΔT。

用热容除以质量,即得比热容c=C/m=ΔQ/mΔT。

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,可近似地看为常量。

于是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。

如令温度改变量ΔT=T2-T1,则有Q=cmΔT。

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:

SpecificHeatCapacity(SHC)。

  用比热容计算热能的公式为:

Energy=Mass×SpecificHeatCapacity×Temperaturechange

  可简写为:

Energy=SHC×Mass×TempCh,Q=cmΔT。

  与比热相关的热量计算公式:

Q=cmΔT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=cmΔT升(用实际升高温度减物体初温),放热时为Q=cmΔT降(用实际初温减降后温度)。

或者Q=cmΔT=cm(T末-T初),Q>0时为吸热,Q<0时为放热。

  (涉及到相态变化时的热量计算不能直接用Q=cmΔT,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=ΣC/ΣM=(m1c1+m2c2+m3c3+…)/(m1+m2+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/(mol·K)

  迈耶公式:

Cp=Cv+R

  比热容比:

γ=Cp/Cv

  多方比热容:

Cn=Cv-R/(n-1)=Cv*(γ-n)/(1-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:

  Cp≈25J/(mol·K)

  所以

  cp=25/M,

  其中M为摩尔质量,比热容单位J/(kg·K)。

  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1.14×10m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,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/(kg·K)

H

2

14000

14300

He

1

5190

5193.2

NH3

4

2055

2050

Ne

1

1030

1030.1

Li

1

3580

3582

乙醇

C2H5OH

9

2460

2440

汽油

2200

2220

石蜡

CnH2n+2

62至122

2200

2500

甲烷

CH4

5

2160

2156

2000

2000

软木塞

2000

2000

乙烷

C2H6

8

1730

1729

尼龙

1700

1720

乙炔

C2H2

4

1500

1511

聚苯乙烯

CH2

3

1300

1300

硫化氢

H2S

3

1100

1105

N

2

1040

1042

空气(室温)

1030

1012

空气(海平面、干燥、0℃)

1005

1035

O

2

920

918

二氧化碳

CO2

3

840

839

一氧化碳

CO

2

1040

1042

Al

1

900

897

石绵

840

847

陶瓷

840

837

F

2

820

823.9

750

750

石墨

C

1

720

710

四氟甲烷

CF4

5

660

659.1

二氧化硫

SO2

3

600

620

玻璃

600

84

Cl2

2

520

520

钻石

C

1

502

509.1

450

450

Fe

1

450

444

黄铜

Cu,Zn

380

377

Cu

1

385

386

Ag

1

235

233

Hg

1

139

140

Pt

1

135

135

Au

1

129

126

Pb

1

125

128

水蒸气(水)

H2O

3

1850

1850

H2O

3

4200

4186

冰(水)

H2O

3

2060

2050(-10℃)

理论上说,常见液体和固体物质中,水的比热容最大

  对上表中数值的解释:

  

(1)比热此表中单位为kJ/(kg·℃)/J/(kg·℃),两单位为千进制1kJ/(kg·℃)/=1*10³J/(kg·℃)

  

(2)水的比热较大,金属的比热更小一些

  (3)c铝>c铁>c钢>c铅(c铅

  补充说明:

  ⒈不同的物质有不同的比热,比热是物质的一种属性,因此,可以用比热的不同来(粗略地)鉴别不同的物质(注意有部分物质比热相当接近)

  ⒉同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。

如一杯水与一桶水,它们的比热相同。

  ⒊对同一物质,比热值与物态有关,同一物质在同一状态下的比热是一定的(忽略温度对比热的影响),但在不同的状态时,比热是不相同的。

例如水的比热与冰的比热不同。

  ⒋在温度改变时,比热容也有很小的变化,但一般情况下可以忽略。

比热容表中所给的比热数值是这些物质在常温下的平均值。

  ⒌气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系,在体积恒定与压强恒定时不同,故有定容比热容和定压比热容两个概念。

但对固体和液体,二者差别很小,一般就不再加以区分。

常见气体的比热容

  (单位:

kJ/(kg·K))

  Cp Cv

  氧气0.909 0.649

  氢气14.05 9.934

  水蒸气1.842 1.381

  氮气1.038 0.741

比热容

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比热容(SpecificHeatCapacity,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(Jkg-1K-1或Jkg-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约为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,油的温升将比水的温升大。

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

o4.1分子

∙5基本物质比热列表

∙6用途

o6.1冷却剂

▪6.1.1水

o6.2计算

▪6.2.1热能

∙7热容

∙8内部连结

∙9参考

[编辑]历史

提出比热容的科学家J.布莱克。

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。

[编辑]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,是指比热容;是指所需的热能;是指质量;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。

以压强为例,在地球水平线上,大气压强为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,大气压强只有若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)

H2

2

14000

14300

He

1

5190

5193.2

NH3

4

2055

2050

Ne

1

1030

1030.1

Li

1

3580

3582

乙醇

CH3CH2OH

9

2460

2440

汽油

2200

2220

石蜡

CnH2n+2

62至122

2200

2500

甲烷

CH4

5

2160

2156

2000

2000

软木塞

2000

2000

乙烷

C2H6

8

1730

1729

尼龙

1700

1720

乙炔

C2H2

4

1500

1511

聚苯乙烯

CH2

3

1300

1300

硫化氢

H2S

3

1100

1105

N2

2

1040

1042

空气(室温)

1030

1012

空气(海平面、干燥、0℃)

1005

1035

O2

2

920

918

二氧化碳

CO2

3

840

839

一氧化碳

CO

2

1040

1042

Al

1

900

897

石绵

840

847

陶瓷

840

837

F2

2

820

823.9

750

750

石墨

C

1

720

710

四氟甲烷

CF4

5

660

659.1

二氧化硫

SO2

3

600

620

玻璃

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