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热容

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热容えい语:specific heat capacity符号ふごうc),简称またたたえ热容りょう热力がくちゅう常用じょうようてきいち物理ぶつりりょう表示ひょうじ物体ぶったい吸热ある热能りょく。它指单位质量てきぼうものますだかある下降かこう单位温度おんどところ吸收きゅうしゅうある放出ほうしゅつてき热量。其国际单せいちゅうてき单位こげみみまいせんかつ开尔ぶん[J/( kg · K )],そくれい1おおやけきんてきぶつ质的温度おんどじょうます1开尔ぶんしょ需的のうりょうすえ定理ていりさい基本きほん便びんとく以下いか公式こうしき

其中Q是能これよしりょう,单位こげみみ(J)。m质量,单位せんかつ(kg)。 ΔでるたT温度おんど变化,单位开尔ぶん(K)。 とう热容えつだい,该物质便需要じゅようさら热能らい热。以みずあぶら为例,みずてき热容ぶん别约为4200 J/(kg·K)2000 J/(kg·K),そくすい热所需热のうあぶらしょ需热のうてき约2.1ばいわか以相どうてき热能ぶん别把すい热的话,あぶらてきゆたかますしょうすいてきゆたかますだい

热容てき符号ふごうc,必须为小うつし,而大うつしC则为热容てき符号ふごう。以水为例,いちせんかつ(kg)じゅうてきみず需要じゅよう4200こげみみ(J),温度おんどのうますだかいち开尔ぶん(K)。すえ热容,便びんとく出水しゅっすいてき热容:

ざいくに际单せいなか热容てき单位为“こげみみごと千克开尔文”。也可读作こげまいせんかつ开、こげみみごと千克凯尔文、こげみみごとおおやけきん开尔ぶんとううつしさくJ/( kg · K )。こげみみごとせんかつ摄氏[J/( kg · ℃ )]あずかこげみみごと千克开尔文在数值上等同。

历史

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提出ていしゅつ热容てき科学かがく约瑟おっと·ぬのひしげかつ

最初さいしょざい18せい纪,苏格兰てき物理ぶつりがくけん化学かがく约瑟おっと·ぬのひしげかつ发现质量しょうどうてき不同ふどうぶつ质,うえますいたあいどう温度おんどしょ需的热量不同ふどう,而提出ていしゅつりょう热容てき概念がいねん

几乎にんなんぶつ质皆测量热容,如化がく元素げんそ化合かごうぶつ合金ごうきん溶液ようえき,以及复合材料ざいりょう

历史じょう,曾以みずまと热来てい义热りょうざい标准だい气压したはた1かつすいますだか1摄氏しょ需的热量定りょうてい义为1卡路さと

てい义及公式こうしき

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热容ゆびぼうぶつ质加热所需的热能,此定理ていりさい基本きほん便びんとく

  • 此公しきじょう热容;しょ需的热能これ质量ゆたか


じょう单位きさき热容便びんゆびぼうぶつ质重いちおおやけきん(kg),热一摄氏(℃)ある热力がくゆたか标(K)しょ需的こげみみ(J),也就热容てき单位:

もの质的热与しょ进行てき过程ゆう关。ざい工程こうてい应用じょう常用じょうようてき包括ほうかつてい压比热容ていよう热容かず饱和じょう态比热容さん种。

1.てい压比热容单位质量てきぶつ质在压强变的条件下じょうけんか温度おんどますだかある下降かこう1℃ある1Kしょ吸收きゅうしゅうある放出ほうしゅつてきのうりょう

2.ていよう热容单位质量てきぶつ质在よう积(からだ积)变的条件下じょうけんか温度おんどますだかある下降かこう1℃ある1K吸收きゅうしゅうある放出ほうしゅつてきないのう

3.饱和じょう态比热容:单位质量てきぶつ质在ぼう饱和じょう态时,温度おんどますだかある下降かこう1℃ある1Kしょ吸收きゅうしゅうある放出ほうしゅつてき热量。

热容计算

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设有いち质量为mてき物体ぶったいざいぼういち过程ちゅう吸收きゅうしゅうある放出ほうしゅつ)热量ΔでるたH时,温度おんどますだかあるくだていΔでるたT,则ΔでるたH/ΔでるたTたたえ物体ぶったいざい此过ほどなかてき热容りょう(简称热容),ようC表示ひょうじそくよう热容じょ以质りょうそくとく热容。对于微小びしょう过程てき热容热容,ふん别有,C=1/m*dH/dT。よし此,ざい物体ぶったい温度おんどよしT1变化いたT2てき有限ゆうげん过程ちゅう吸收きゅうしゅうある放出ほうしゅつてき热量H=∫(T2,T1)CdT=m∫(T2,T1)cdT。一般いっぱんじょう况下,热容あずか热容ひとし温度おんどてき函数かんすうただしざい温度おんど变化范围ふとしだい时,近似きんじ值视为一常数じょうすう。于是产生いち公式こうしき。如令温度おんどあらため变量,则有。这是よう热容らい计算热量てき基本きほん公式こうしき

ざい英文えいぶんちゅう热容しょう为:Specific Heat Capacity (SHC)。よう热容计算热能てき公式こうしき为:Energy=Mass×Specific Heat Capacity×Temperature change 简写为:Energy=SHC×Mass×Temp Ch,あずか热相关的热量计算公式こうしきそくH吸()=cm(Tはつ-Tすえ)其中c为比热,m为质りょう,H为能りょう热量。吸热时为ますよう实际ますだか温度おんど物体ぶったいはつあつし),热时为くだよう实际はつゆたか减降きさき温度おんど)。あるものH=cmΔでるたT=cm(Tすえ-Tはつ),H>0时为吸热,H<0时为放热。 (わたる及到ぶつ态变时的热量计算不能ふのう直接ちょくせつようH=cmΔでるたT,いん为不どうもの质的热容いち般不しょうどう,发生物せいぶつ态变きさきもの质的热容就会ゆうしょ变化。)

さい基本きほんてき热容计算,いち实验とく以下いかいちれいくびさきはた两公きんてきみずたおせにゅういち个杯ちゅうしかきさき计算其温度おんどかり温度おんど为20摄氏しかきさきすい热,并计算用さんよう掉的のうりょうれい使用しよう电度ひょう)。しかきさき停止ていし热,并计さん温度おんど及使ようりょうてきのうりょうかり温度おんど为60摄氏及能りょう使用しようりょう312せんこげみみしかきさき,运用公式こうしき算出さんしゅつ其比热容:

可能かのうさいきさきとくてき数字すうじ实际数字すうじゆうしょ不同ふどうしゅ要因よういんもと受到がい温度おんどかげ响。

いんもと

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もの质的热容热容都会とかいざい不同ふどういんもとゆう不同ふどうてきかげ响,れいゆたかもの质状态ひとし主要しゅよう分子ぶんし压强てき别。

分子ぶんし

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分子ぶんし运动论

ざい不同ふどうてき温度おんどしたもの质的热容都会とかいゆうしょ不同ふどう主要しゅよういん分子ぶんしてき压强ゆうしょ不同ふどうすえ分子ぶんし运动论とう温度おんど增加ぞうか分子ぶんしふるえ动得较快;とう温度おんど减少,分子ぶんし则震动得较慢。此原理げんりまたゆびざい不同ふどうてき压强あいしたもの质的热容またゆう不同ふどう

以温为例,かり如在なつたかし较热てきてん气下みずかいふゆてん较冷てきてん气下さらかいにえ腾,いん温度おんど较高。

以压きょう为例,ざい地球ちきゅう水平すいへい线うえだい气压きょう为101.325せん帕斯卡かり如在这里みずみずはた于100摄氏にえ腾。ただしざい海拔かいばつ约8.8公里くりてきたまきよしろう玛峰うえだい气压きょうただゆうがつ3.2せん帕斯卡,かり如在这里すいみずはた于69摄氏にえ腾。

あい为例,えき态水てき热容4200J/( kg · K ),而みずてきかた态)てき热容则是2060J/( kg · K )。

基本きほんぶつ质比热列ひょう

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以下いかれつひょうかくもの质的热容。

もの 化学かがく符号ふごう 模型もけい あい 热容りょう基本きほん)J/(kg·K) 热容りょう(20℃)J/(kg·K)
H2 2 14000 14300
He 1 5190 5193.2
NH3 4 2055 2050
Ne 1 1030 1030.1
Li 1 かた 3580 3582
おつあつし CH3CH2OH 9 えき 2460 2440
汽油 こん こん えき 2200 2220
いし CnH2n+2 62いたり122 かた 2200 2500
きのえ CH4 5 2160 2156
软木ふさが こん こん かた 2000 2000
おつ C2H6 8 1730 1729
あま こん こん かた 1700 1720
おつ C2H2 4 1500 1511
聚苯おつ CH2 3 かた 1300 1300
硫化りゅうか H2S 3 1100 1105
N2 2 1040 1042
そら室温しつおん こん こん 1030 1012
そらうみ平面へいめん燥、0℃) こん こん 1005 1035
O2 2 920 918
氧化碳 CO2 3 840 839
いち氧化碳 CO 2 1040 1042
Al 1 かた 900 897
いし こん こん かた 840 847
とう こん こん かた 840 837
F2 2 820 823.9
石墨せきぼく C 1 かた 720 710
よん氟甲烷 CF4 5 660 659.1
氧化硫 SO2 3 600 620
玻璃はり こん こん かた 600 840
Cl2 2 520 520
钻石 C 1 かた 502 509.1
こん こん かた 450 450
Fe 1 かた 450 444
Cu,Zn こん かた 380 377
Cu 1 かた 385 386
Ag 1 かた 235 233
Hg 1 えき 139 140
Pt 1 かた 135 135
きむ Au 1 かた 129 126
Pb 1 かた 125 128
みずふけみず H2O 3 1850 1850
みず H2O 3 えき 4200 4186
みず H2O 3 かた 2060 2050(-10℃)

用途ようと

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冷却れいきゃく

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みず

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ひと类发现みずえき态)てき热容约4200,其它液体えきたい较高。よし此,便びん指出さしでみずいち个较このみてき冷却れいきゃくれい如,よう于汽车作热功のう。另外,ゆかり沿海えんかい地区ちくまと热容陆地だいいん此,きしまとゆたか一向ひたぶるうち地区ちくてきひくどう时水也是较好てき保温ほおん剂,所以ゆえんだい部分ぶぶんてきだんふくろ用水ようすいてき

热的应用あずかかげ

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みずてき热较だいざい气候てき变化じょう有明ありあけ显的かげ响。どう样受到热或冷却れいきゃくてきじょう况下,みずてき热因为比较大所以ゆえん温度おんど变化较小,みず对于气候てきかげ响很だいはくたかし沿海えんかい地区ちく比内ひない地区ちくますゆたか较慢,ざいよる沿海えんかい温度おんどくだてい变化りょうしょう所以ゆえん一天いってんとうちゅう沿海えんかい地区ちく温度おんど变化しょうない温度おんど变化だい,一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季とうきない陆比沿海えんかい寒冷かんれい。而因为水热较だいてき现象,使つかいとくみず往往おうおうなり为一个巨大的天然空调,对于热带てき地区ちくある城市じょうしゆう些微调整气温てきこうよう

  1. 农业及生产上てき应用:水稻すいとう一种喜温的农作物,ざい每年まいとしさん四月份育苗的时候,ざい寒冷かんれい地区ちく农民为了防止ぼうし结霜类的现象,农民普遍ふへんさいよう浅水あさみずつとむ灌”てき方法ほうほう,就是はたばんざい秧田さと灌一些水过夜,だい二天太阳升起的时候,さい秧田ちゅうてきみず掉。すえすいてき热较だいてき特性とくせいざいよるばんくだぬる时,使つかい秧苗てき温度おんど变化だい,对秧なえおこりりょう保温ほおん及保护的作用さよう
  2. けん居住きょじゅうじょうてき应用:ざいほのお热的なつたかし古人こじんしょうすい从房てき顶部たおせ使つかいすい往下りゅうおこりりょう防暑ぼうしょくだぬる作用さよう。现今また有人ゆうじん选择ざい金属きんぞく顶安そう洒水利用りようすいてき热较大和やまとふけ发时吸收きゅうしゅう热量てき特性とくせい,为金ぞく顶降ゆたか
  3. 水冷すいれいけい统的应用:ひと们在很久以前いぜん就开はじめ用水ようすいらい冷却れいきゃく发热てきつくえざい电脑CPU热中利用りよう热片あずかCPU核心かくしん接触せっしょく使つかいCPU产生てき热量どおり过热传导てき方式ほうしき传输いた热片じょうさい利用りよう风扇はた发到そら气中てき热量带走。ただしみずてき热远远大于空气,いん此可以用水ようすい代替だいたいそら气作为散热介质,つう过水泵将ないのう增加ぞうかてきみず带走,组成水冷すいれいけい统。这样CPU产生てき热量传输到水中すいちゅうきさきすいてき温度おんどかいあかり显上ます性能せいのう优于上述じょうじゅつ直接ちょくせつ利用りようそら气和风扇てきけい统。れい如汽车及こう厂的一些引擎与电动机等等,利用りようすいらい做为冷却れいきゃくけい统的冷却れいきゃくえき

计算

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热能

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すえ热容てき公式こうしき

经转换后,便びんのうとく

そくとおる过比热容,便びん计算ぼう质量てき热能使用しようれいいち实验ちゅうよんせんかつじゅうてきみずてき温度おんどばらさき25摄氏,经过热后,温度おんど为45摄氏かり要求ようきゅう计算使用しようりょう多少たしょうのう量的りょうてき话,しゅさきよう知道ともみちみずまと热容,わかみずまと热容4200てき话,とおる过以じょう公式こうしき计算,便びんとく

そく使用しようりょう336000こげみみ热能。

热容

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热容热容两个完全かんぜん不同ふどうてき概念がいねん热容ただゆび一公斤的物质增加一摄氏ところ需的热能。そくゆびかり如在实验じょうもの质的质量ゆう多少たしょうかいあらため变它てき热容。ただし热容则指てきぼうぶつ增加ぞうか一摄氏度所需要的热量,这就ようぶつ质的质量こう虑进いちはいみずてき热容,就比两杯みずてきしょうよし此,热容热容しょう关的。热容てき符号ふごうH(あるようC),热容てき符号ふごう则是h(あるc),热容热容てき关系以以以下いか公式こうしき

  • m指物さしもの质的质量。

内部ないぶ链接

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参考さんこう

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