什么是比热容？

Answer 1

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。 在中学范围内，简单（不严格）的定义为： 单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）叫做这种物质的比热容。 比热容用符号c表示
编辑本段单位
比热的单位是复合单位。 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，因此比热容的主单位为J/(kg·K)，读作“焦[耳]每千克开[尔文]”。（[]内的字可以省略。） 常用单位：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。
编辑本段计算
基本计算
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：Sepcific Heat Capacity(SHC)。 用比热容计算热能的公式为：Energy=Mass×Specific Heat Capacity×Temperature change 可简写为：Energy=Mass×SHC×Temp Ch，Q=mcΔt。 与比热相关的热量计算公式：Q=cmΔt 即Q吸（放）=cm(t-t1) 其中c为比热，m为质量，t为末温，t1为初温，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。 （涉及到物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。）
混合物的比热容：
加权平均计算： c=∑C/∑M=(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。
比热表：常见物质的比热容
物质 比热容c 水 4.2kJ/(kg·℃)/ 4.2*10³J/(kg·℃) 冰 2.1kJ/(kg·℃)/ 2.1*10³J/(kg·℃) 酒精 2.1kJ/(kg·℃)/ 2.1*10³J/(kg·℃) 煤油 2.1kJ/(kg·℃)/ 2.1*10³J/(kg·℃) 蓖麻油 1.8kJ/(kg·℃)/ 1.8*10³J/(kg·℃) 橡胶 1.7kJ/(kg·℃)/ 1.7*10³J/(kg·℃) 砂石 0.92kJ/(kg·℃)/ 0.92*10³J/(kg·℃) 干泥土 0.84kJ/(kg·℃)/0.84*10³J/(kg·℃) 玻璃 0.67kJ/(kg·℃)/0.67*10³J/(kg·℃) 铝 0.88kJ/(kg·℃)/0.88*10³J/(kg·℃) 钢铁 0.46kJ/(kg·℃)/0.46*10³J/(kg·℃) 铜 0.39kJ/(kg·℃)/0.39*10³J/(kg·℃) 汞 0.14kJ/(kg·℃)/0.14*10³J/(kg·℃) 铅 0.13kJ/(kg·℃)/0.13*10³J/(kg·℃) 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<c铁<c钢<c铝)。 补充说明： ⒈不同的物质有不同的比热，比热是物质的一种特性，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
编辑本段水的比热容较大这一性质的应用
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“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。 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。

Answer 2

科普中国·科学百科：空气比热容

Answer 3

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。
举例
水的比热容较大、所以沿海温差比内陆小（水在早上升高同样的温度，吸收的热量较多，同理、在晚上降低同样的温度，释放的热量较多）
Q=mcΔt(Q为热量、m为质量、c为比热容、Δt为增加或降低的温度)