摩尔热容

摩尔热容

美术室-铝碳酸镁咀嚼片说明书

2023年2月23日发(作者：用什么打窝大鲫鱼最多)

比热容（specificheatcapacity)又称比热容量，简称比热(specificheat)，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：SpecificHeatCapacity(SHC).

用比热容计算热能的公式为：Energy=Mass×SpecificHeatCapacity×Temperaturechange

可简写为：Energy=SHC×Mass×TempCh，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=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。)

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=ΣC/ΣM=（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.

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。

物质化学符号模型

相

态

比热容量（基本）

J/(kg·℃）

比热容量（25℃）

J/（kg·K）

氢H2气1400014300

氦He1气51905193.2

氨NH34气20552050

氖Ne1气10301030.1

锂Li1固35803582

乙醇CH3CH2OH9液24602440

汽油混混液22002220

石蜡CnH2n+2

62至

122

固22002500

甲烷CH45气21602156

油混混液20002000

软木塞混混固20002000

乙烷C2H68气17301729

尼龙混混固17001720

乙炔C2H24气15001511

聚苯乙烯CH23固13001300

硫化氢H2S3气11001105

氮N2气10401042

空气(室温）混混气10301012

空气（海平面、干

燥、0℃）

混混气10051035

氧O2气920918

二氧化碳CO23气840839

一氧化碳CO2气10401042

铝Al1固900897

石绵混混固840847

陶瓷混混固840837

氟F2气820823。9

砖混混固750750

石墨C1固720710

四氟甲烷CF45气660659.1

二氧化硫SO23气600620

玻璃混混固60084

氯Cl22气520520

钻石C1固502509。1

钢混混固450450

铁Fe1固450444

黄铜Cu,Zn混固380377

铜Cu1固385386

银Ag1固235233

汞Hg1液139140

铂Pt

1

固135135

金Au1固129126

铅Pb1固125128

水蒸气(水）H2O3气18501850

水H2O3液42004186

冰（水）H2O3固20602050（-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)）

CpCv

氧气0。9090.649

氢气14.059.934

水蒸气1。8421。381

氮气1.0380。741