比熱容- 维基百科，自由的百科全书

比熱容（英語：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个物理量，表示物体吸热或散热能力，比热容越高，物体的吸热或散热能力 ... 比熱容 語言 監視 編輯   此條目介紹的是熱力學的物理量。

關於法國的一個地區，請見「比熱(地區)」。

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，比熱容越高，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克耳文[J/(kg·K)]，即令1公斤的物質的溫度上升1克耳文所需的能量。

根據此定理，最基本便可得出以下公式： c = Q m Δ T {\displaystylec={\frac{Q}{m\DeltaT}}\,\!} 其中Q是能量，單位是焦耳（J）。

m是質量，單位是千克（kg）。

ΔT是溫度變化，單位是克耳文（K）。

當比熱容越大，該物質便需要更多熱能來加熱。

以水和油為例，水和油的比熱容分別約為4200J/(kg·K)和2000J/(kg·K)，即把水加熱所需熱能是油所需熱能的約2.1倍。

若以相同的熱能分別把水和油加熱的話，油的溫升將比水的溫升大。

比熱容的符號是c，必須為小寫，而大寫C則為熱容的符號。

以水為例，一千克（kg）重的水需要4200焦耳（J），溫度能升高一克耳文（K）。

根據比熱容，便可得出水的比熱容： c = 4200 J k g − 1 K − 1 {\displaystylec=4200J\,kg^{-1}\,K^{-1}\,\!} 在國際單位制中，比熱容的單位為「焦耳每千克克耳文」。

也可讀作焦每千克開、焦耳每千克凱爾文、焦耳每公斤克耳文等。

寫作J/(kg·K)。

焦耳每千克攝氏度[J/(kg·℃)]與焦耳每千克克耳文在數值上等同。

目次 1歷史 2定義及公式 3比熱容計算 4因素 4.1分子 5基本物質比熱列表 6用途 6.1冷卻劑 6.1.1水 6.1.2比熱的應用與影響 6.2計算 6.2.1熱能 7熱容 8內部連結 9參考 歷史編輯  提出比熱容的科學家約瑟夫·布拉克。

最初在18世紀，蘇格蘭的物理學家兼化學家約瑟夫·布拉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，以及複合材料。

歷史上，曾以水的比熱來定義熱量。

在標準大氣壓下，將1克水升高1攝氏度所需的熱量定義為1卡路里。

定義及公式編輯 比熱容是指某物質加熱所需的熱能，此定理最基本便可得出： s = H m Δ T {\displaystyles={\frac{H}{m\DeltaT}}\,\!}  此公式上， s {\displaystyles}  是比熱容； H {\displaystyleH}  是所需的熱能； m {\displaystylem}  是質量； Δ T {\displaystyle\DeltaT}  是溫差。

加上單位後，比熱容便指某物質重一公斤（kg），加熱一攝氏度（℃）或熱力學溫標（K）所需的焦耳（J），也就是比熱容的單位： J k g − 1 ∘ C − 1 {\displaystyleJ\,kg^{-1}\,^{\circ}C^{-1}\,\!}  物質的比熱與所進行的過程有關。

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。

比熱容計算編輯 設有一質量為m的物體，在某一過程中吸收（或放出）熱量ΔH時，溫度升高（或降低）ΔT，則ΔH/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量（簡稱熱容），用C表示，即C=ΔH/ΔT。

用熱容除以質量，即得比熱容c=C/m=ΔH/mΔT。

對於微小過程的熱容和比熱容，分別有C=dH/dT，C=1/m*dH/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H=∫（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，但在溫度變化範圍不太大時，可以近似值視為一常數。

於是產生一公式H=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。

如令溫度改變量ΔT=T2-T1，則有H=cmΔT。

這是用比熱容來計算熱量的基本公式。

在英文中，比熱容被稱為：SpecificHeatCapacity(SHC)。

用比熱容計算熱能的公式為：Energy=Mass×SpecificHeatCapacity×Temperaturechange 可簡寫為：Energy=SHC×Mass×TempCh，H=cmΔT。

與比熱相關的熱量計算公式：H=cmΔT即H吸（放）=cm（T初-T末）其中c為比熱，m為質量，H為能量熱量。

吸熱時為H=cmΔT升（用實際升高溫度減物體初溫），放熱時為H=cmΔT降（用實際初溫減降後溫度）。

或者H=cmΔT=cm（T末-T初），H>0時為吸熱，H<0時為放熱。

（涉及到物態變化時的熱量計算不能直接用H=cmΔT，因為不同物質的比熱容一般不相同，發生物態變化後，物質的比熱容就會有所變化。

） 最基本的比熱容計算，可以一次實驗得出。

以下為一例子。

首先，將兩公斤的水倒入一個杯中，然後計算其溫度，假設溫度為20攝氏度。

然後，把水加熱，並計算用掉的能量（例如使用電度錶）。

然後，停止加熱，並計算其溫度及使用了的能量。

假設溫度為60攝氏度及能量使用了312千焦耳。

然後，運用公式 s = H m Δ T {\displaystyles={\frac{H}{m\DeltaT}}\,\!}  計算出其比熱容： s = 312000 2 × ( 60 − 20 ) {\displaystyles={\frac{312000}{2\times(60-20)}}\,\!}   = 3900 J k g − 1 ∘ C − 1 {\displaystyle=3900J\,kg^{-1}\,^{\circ}C^{-1}\,\!}  可能最後得出的數字比實際數字有所不同，主要因素是受到外圍溫度影響。

因素編輯 物質的比熱容和熱容都會在不同因素下有不同的影響，例如溫差、物質狀態等，主要都是分子壓力的差別。

分子編輯  分子運動論。

在不同的溫度下，物質的比熱容都會有所不同，主要是因為分子的壓力有所不同。

根據分子運動論，當溫度增加，分子震動得較快；當溫度減少，分子則震動得較慢。

此原理亦可指，在不同的壓力和相態下，物質的比熱容亦有不同。

以溫差為例，假如在夏天較熱的天氣下煮水，會比冬天較冷的天氣下更快沸騰，因為溫度較高。

以壓力為例，在地球水平線上，大氣壓力為101.325千帕斯卡，假如在這裡煮水，水將於100攝氏度沸騰。

但在海拔約8.8公里的珠穆朗瑪峰上，大氣壓力只有月3.2千帕斯卡，假如在這裡煮水，水將於69攝氏度沸騰。

以相態為例，液態水的比熱容是4200J/(kg·K)，而冰（水的固態）的比熱容則是2060J/(kg·K)。

基本物質比熱列表編輯 以下列表是各物質的比熱容。

物質 化學符號 模型 相態 比熱容量（基本）J/（kg·K） 比熱容量（20℃）J/（kg·K） 氫 H2 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 CH3CH2OH 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 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 N2 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 O2 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 F2 2  氣 820 823.9 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 600 840 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℃） 用途編輯 冷卻劑編輯 水編輯 主條目：水 人類發現水（液態）的比熱容約4200，比其它液體較高。

因此，便指出水是一個較好的冷卻劑。

例如，用於汽車作散熱功能。

另外，由於沿海地區的比熱容比陸地大，因此，岸的溫差一向比內陸地區的低。

同時水也是比較好的保溫劑，所以大部分的保暖袋都用水的。

比熱的應用與影響編輯 水的比熱較大，在氣候的變化上有明顯的影響。

同樣受到熱或冷卻的情況下，水的比熱因為比較大所以溫度變化較小，水對於氣候的影響很大，白天沿海地區比內陸地區升溫較慢，在夜間沿海溫度降低和變化量少，所以一天當中，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。

而因為水比熱較大的現象，使得水庫往往成為一個巨大的天然空調，對於熱帶的地區或城市有些微調整氣溫的功用。

農業及生產上的應用：水稻是一種喜溫的農作物，在每年三四月份育苗的時候，在比較寒冷地區農民為了防止結霜之類的現象，農民普遍採用「淺水勤灌」的方法，就是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。

根據水的比熱較大的特性，在夜晚降溫時，使秧苗的溫度變化不大，對秧苗起了保溫及保護的作用。

建築居住上的應用：在炎熱的夏天古人將水從房屋的頂部倒下，使水往下流，起了防暑降溫作用。

水冷系統的應用：人們在很久以前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，再利用風扇將散發到空氣中的熱量帶走。

但水的比熱遠遠大於空氣，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。

例如汽車及工廠的一些引擎與馬達等等，都利用水來做為冷卻系統的冷卻液。

計算編輯 熱能編輯 根據比熱容的公式： s = H m Δ T {\displaystyles={\frac{H}{m\DeltaT}}\,\!}  經轉換後，便能得出： H = m s Δ T {\displaystyleH=ms\DeltaT\,\!}  即透過比熱容，便可計算某質量的熱能使用。

例如一次實驗中，四千克重的水的溫度原先是25攝氏度，經過加熱後，溫度為45攝氏度。

假如要求計算使用了多少能量的話，首先要知道水的比熱容，若水的比熱容是4200的話，透過以上公式計算，便可得出： H = 4 × 4200 × ( 45 − 25 ) {\displaystyleH=4\times4200\times(45-25)\,\!}   = 336000 J {\displaystyle=336000J\,\!}  即是使用了336000焦耳熱能。

熱容編輯 主條目：熱容 熱容和比熱容是兩個完全不同的概念。

比熱容只指一公斤的物質增加一攝氏度所需的熱能。

即是指假如在實驗上，物質的質量有多少都不會改變它的比熱容。

但熱容則指的是某物質增加一攝氏度所需要的熱量，這就要把物質的質量考慮進去，比如一杯水的熱容，就比兩杯水的少。

因此，熱容和比熱容是相關的。

熱容的符號是H(或用C)，比熱容的符號則是h(或c)，熱容和比熱容的關係可以以以下公式： H = m h {\displaystyleH=mh\,\!}   C = m c {\displaystyleC=mc\,\!}  m是指物質的質量。

內部連結編輯 熱容 質量 物質 溫度 熱能 相態 攝氏度參考編輯 TAOPingKee,LEEHongMoon.NewPhysicsatWork-HEAT.OxfordUniversityPress.1993.ISBN 0-19-545777-3.  http://www.hk-phy.org/contextual/heat/tep/temch/island_c.html（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）水和沙的比熱容 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/spht.html（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）比熱公式 http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=AJPIAS000071000011001142000001&idtype=cvips&gifs=yes比熱容單位 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/sphtt.html#c1（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）比熱容物質列表 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=比熱容&oldid=70239417」