比熱容 - specific heat capacity又稱(chēng)比熱容量，簡(jiǎn)稱(chēng)比熱 - specific heat，是單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量，即使單位質(zhì)量物體改變單位溫度時(shí)的吸收或釋放的內(nèi)能。比熱容是表示物質(zhì)熱性質(zhì)的物理量。通常用符號(hào)c表示。比熱容的單位是復(fù)合單位。

最初是在18世紀(jì)，蘇格蘭的物理學(xué)家兼化學(xué)家J.布萊克發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，上升到相同溫度所需的熱量不同，而提出了比熱容的概念。水的比熱容較大，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用。，對(duì)于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(gè)特征對(duì)氣候影響很大。

定義

單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高 - 或者降低1℃吸收 - 或者放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容，簡(jiǎn)稱(chēng)比熱。用符號(hào)c表示比熱容。性質(zhì)。

理解

其國(guó)際單位制中的單位是焦耳每千克開(kāi)爾文[J/ - kg·K]或焦耳每千克攝氏度[J/ - kg·℃]。J是指焦耳，K是指熱力學(xué)溫標(biāo)，即令1千克的物質(zhì)的溫度上升（或下降）1開(kāi)爾文所需的能量。根據(jù)此定理，便可得出以下公式：Q=cmΔT。

△E為吸收的熱量，中學(xué)的教科書(shū)里為Q；m是物體的質(zhì)量，△T是吸熱（放熱）后溫度所上升（下降）值，初中的教材里把△T寫(xiě)成△t，其實(shí)這是很不規(guī)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(xué)階段都用△t，但國(guó)際上或者更高等的科學(xué)領(lǐng)域，還是使用△T）。

物質(zhì)的比熱容與所進(jìn)行的過(guò)程有關(guān)。在工程應(yīng)用上常用的有定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀態(tài)比熱容三種。

定壓比熱容Cp是單位質(zhì)量的物質(zhì)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(zhì)量的物質(zhì)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(nèi)能。

飽和狀態(tài)比熱容是單位質(zhì)量的物質(zhì)在某飽和狀態(tài)時(shí)，溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。

單位

比熱容的單位是復(fù)合單位。

在國(guó)際單位制中，能量、功、熱量的主單位統(tǒng)一為焦耳，溫度的主單位是開(kāi)爾文，因此比熱容的國(guó)際單位為J/ - kg·K，讀作“焦[耳]每千克開(kāi)[爾文]”。國(guó)際單位或?yàn)镴/ - kg·℃），讀作“焦【耳】每千克攝氏度（[]內(nèi)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(kāi)爾文僅在溫標(biāo)表示上有所區(qū)別，在表示溫差的量值意義上等價(jià)，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(kāi)”是等價(jià)的。

計(jì)算

設(shè)有一質(zhì)量為m的物體，在某一過(guò)程中吸收（或放出）熱量ΔQ時(shí)，溫度升高（或降低）ΔT，則ΔQ/ΔT稱(chēng)為物體在此過(guò)程中的熱容量（簡(jiǎn)稱(chēng)熱容），用C表示，即C=ΔQ/ΔT。用熱容除以質(zhì)量，即得比熱容c=C/m=ΔQ/mΔT。對(duì)于微小過(guò)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(guò)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(shù)，但在溫度變化范圍不太大時(shí)，可近似地看為常量。于是有Q=C - T2-T1）=mc - T2-T1）。如令溫度改變量ΔT=T2-T1，則有Q=cmΔT。這是中學(xué)中用比熱容來(lái)計(jì)算熱量的基本公式。

在英文中，比熱容被稱(chēng)為：Specific Heat Capacity - SHC）。

用比熱容計(jì)算熱能的公式為：能量=質(zhì)量×比熱×溫度變化

可簡(jiǎn)寫(xiě)為：Energy=SHC×Mass×Temp Ch，

與比熱相關(guān)的熱量計(jì)算公式：Q=cmΔT 即Q吸（放）=cm - T初-T末） 其中c為比熱，m為質(zhì)量，Q為能量熱量。吸熱時(shí)為Q=cmΔT升（用實(shí)際升高溫度減物體初溫），放熱時(shí)為Q=cmΔT降（用實(shí)際初溫減降后溫度）?；蛘逹=cmΔT=cm - T末-T初），Q>0時(shí)為吸熱，Q<0時(shí)為放熱。

液態(tài)水?dāng)?shù)據(jù)

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，液態(tài)水的定壓比熱容經(jīng)常會(huì)被用來(lái)計(jì)算吸收或放出的熱量，水作為最常見(jiàn)的物質(zhì)，它的比熱數(shù)據(jù)較易獲得，當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求精度不高時(shí)，可近似認(rèn)為常壓下水的定壓比熱為4.2kJ/KG.K,

下面給出在不同壓力，不同溫度下的液態(tài)水的定壓比熱容Cp的數(shù)據(jù) （單位：KJ/KG.K）

物質(zhì)

單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，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(shù)值上也等于它的比熱容。

理論上說(shuō)，常見(jiàn)液體和固體物質(zhì)中，水的比熱容最大

對(duì)上表中數(shù)值的解釋?zhuān)?/p>

⑴比熱此表中單位為 kj/ - kg·℃）/ j/ - kg·℃），兩單位為千進(jìn)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鋼>c鐵>c鉛 - c鉛

補(bǔ)充說(shuō)明：

⒈不同的物質(zhì)有不同的比熱容，比熱容是物質(zhì)的一種特性，因此，可以用比熱的不同來(lái)（粗略地）鑒別不同的物質(zhì)（注意有部分物質(zhì)比熱相當(dāng)接近）。

⒉同一物質(zhì)的比熱一般不隨質(zhì)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(duì)同一物質(zhì)，比熱值與物態(tài)有關(guān)，同一物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱是一定的（忽略溫度對(duì)比熱的影響），但在不同的狀態(tài)時(shí)，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(shí)，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(shù)值是這些物質(zhì)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(guān)系，在體積恒定與壓強(qiáng)恒定時(shí)不同，故有定容比熱容和定壓比熱容兩個(gè)概念。但對(duì)固體和液體，二者差別很小，一般就不再加以區(qū)分。

應(yīng)用

水的比熱容較大，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用。這個(gè)應(yīng)用主要考慮兩個(gè)方面，第一是一定質(zhì)量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不大，有利于調(diào)節(jié)氣候；第二是一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定溫度吸熱（或放熱）很多，有利于用水作冷卻劑或取暖。

調(diào)節(jié)氣候

水的比熱容較大，對(duì)于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(gè)特征對(duì)氣候影響很大，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫升慢，夜晚沿海溫度降低少，為此一天中沿海地區(qū)溫度變化小，內(nèi)陸溫度變化大，一年之中夏季內(nèi)陸比沿海炎熱，冬季內(nèi)陸比沿海寒冷。當(dāng)環(huán)境溫度變化較快的時(shí)候，水的溫度變化相對(duì)較慢。生物體內(nèi)水的比例很高，有助于調(diào)節(jié)生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對(duì)生物體造成嚴(yán)重?fù)p害。海陸風(fēng)的形成原因與之類(lèi)似。

1．對(duì)氣溫的影響

據(jù)新華社消息，三峽水庫(kù)蓄水后，這個(gè)世界上最大的人工湖將成為一個(gè)天然“空調(diào)”，使山城重慶的氣候冬暖夏涼。據(jù)估計(jì)，夏天氣溫可能會(huì)因此下降5℃，冬天氣溫可能會(huì)上升3到4℃。

2．熱島效應(yīng)的緩解

晴朗無(wú)風(fēng)的夏日，海島上的地面氣溫，高于周?chē)Ｉ蠚鉁?，并因此形成海風(fēng)環(huán)流以及海島上空的積云對(duì)流，這是海洋熱島效應(yīng)的表現(xiàn)。水的比熱容是沙石的4倍多。質(zhì)量相同的水和沙石，要使它們上升同樣的溫度，水會(huì)吸收更多的熱量；如果吸收或放出的熱量相同，水的溫度變化比沙石小得多。夏天，陽(yáng)光照在海上，盡管海水吸收了許多熱量，但是由于它的比熱容較大，所以海水的溫度變化并不大，海邊的氣溫變化也不會(huì)很大。

而在沙漠，由于沙石的比熱容較小，吸收同樣的熱量，溫度會(huì)上升很多，所以沙漠的晝夜溫差很大。海岸晝夜溫差變化比沙漠中小，適于居住。2010~2013年以來(lái)，由于城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，交通擁塞，大氣污染嚴(yán)重，且城市中的建筑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(gè)溫暖的島嶼，從而形成城市熱島效應(yīng)。

在緩解熱島效應(yīng)方面，專(zhuān)家測(cè)算，一個(gè)中型城市環(huán)城綠化帶樹(shù)苗長(zhǎng)成濃蔭后，綠化帶常年涵養(yǎng)水源相當(dāng)于一座容積為1.14×10m3的中型水庫(kù)，由于水的比熱容大，能使城區(qū)夏季高溫下降1℃以上，有效緩解日益嚴(yán)重的“熱島效應(yīng)”。

水庫(kù)的建立，水的增加，而水的比熱容大，在同樣受冷受熱時(shí)溫度變化較小，從而使夏天的溫度不會(huì)升得比過(guò)去高，冬天的溫度不會(huì)下降的比過(guò)去低，使溫度保持相對(duì)穩(wěn)定，從而水庫(kù)成為一個(gè)巨大的“天然空調(diào)”。

歷史

最初是在18世紀(jì)，蘇格蘭的物理學(xué)家兼化學(xué)家J.布萊克發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，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(zhì)皆可測(cè)量比熱容，如化學(xué)元素、化合物、合金、溶液，以及復(fù)合材料。

歷史上，曾以水的比熱來(lái)定義熱量，將1克水升高1度所需的熱量定義為1卡路里。

混合物的比熱容

加權(quán)平均計(jì)算：

c=ΣC/ΣM= - m1c1+m2c2+m3c3+…/ - m1+m2+m3+…。