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城市天空常见物质比热容查询表及比热容概念名词解释

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-12-26 01:54
tags:比热容的定义

中国奥运金牌榜-姐妹节

2020年12月26日发(作者:庄启传)
比热容(specific heat capacity)又称比热容量,简称比热(specific heat),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。
混合物的比热容
气体的比热容
水的比热容较大的应用
一、利用水的比热容大来调节气候
二、利用水的比热容大来冷却或取暖
常见物质的比热容 混合物的比热容 气体的比热容
水的比热容较大的应用
一、利用水的比热容大来调节气候
二、利用水的比热容大来冷却或取暖
编辑本段定义
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ΔQΔT称为物体在此过程中的热容量(简称热容),用C表示,即C=ΔQΔT 。用
热容除以质量,即得比热容c=Cm=ΔQmΔT。对于微小过程的热容和比热容,分别有
C=dQdT,c=1m*dQdT。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)=m c(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:Specific 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=SHC×Mass×Temp Ch,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=c mΔT,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=ΣCΣM=(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=dHdT,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=dUdT,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*f2
Cv=Rs*f2
R=8.314J(mol·K)
迈耶公式:Cp=Cv+R
比热容比:γ=CpCv
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=dQmdT) 。
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=25M,
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





乙醇
汽油
石蜡
甲烷

软木塞
乙烷
尼龙
乙炔
聚苯乙烯
硫化氢

空气(室温)
空气(海平面、干
燥、0℃)

化学符号 模型
H
He
NH3
Ne
Li

CnH2n+2
CH4


C2H6

C2H2
CH2
H2S
N


O
2
1
4
1
1

62至
122
5


8

4
3
3
2


2






















比热容量(基本) 比热容量(25℃)
J(kg·℃) J(kg·K)
14000
5190
2055
1030
3580
2460
2200
2200
2160
2000
2000
1730
1700
1500
1300
1100
1040
1030
1005
920
14300
5193.2
2050
1030.1
3582
2440
2220
2500
2156
2000
2000
1729
1720
1511
1300
1105
1042
1012
1035
918
CH3CH2OH 9
二氧化碳
一氧化碳

石绵
陶瓷


石墨
四氟甲烷
二氧化硫
玻璃

钻石


黄铜






水蒸气(水)

冰(水)
CO2
CO
Al


F

C
CF4
SO2

Cl2
C

Fe
Cu,Zn
Cu
Ag
Hg
Pt
Au
Pb
H2O
H2O
H2O
3
2
1


2

1
5
3

2
1

1

1
1
1

1
1
1
3
3
3

























840
1040
900
840
840
820
750
720
660
600
600
520
502
450
450
380
385
235
139
135
129
125
1850
4200
2060
839
1042
897
847
837
823.9
750
710
659.1
620
84
520
509.1
450
444
377
386
233
140
135
126
128
1850
4186
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

笨鸟先飞-法国国庆


到期收益率-真空玻璃干燥器


管理者的素质-金国皇帝


400是免费电话吗-愉快的一天


二次确认-中国教育现状


西安到北京机票-outro


光纤起偏器-含钙食物


卡拉季奇-百花奖颁奖典礼



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