比熱容:物理學術語-中文百科頻道

定義

單位質量的某種物質溫度升高(或者降低)1℃吸收(或者放出)的熱量叫做這種物質的比熱容，簡稱比熱。用符号c表示比熱容。性質。

理解

其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文[J/(kg·K)]或焦耳每千克攝氏度[J/(kg·℃)]。J是指焦耳，K是指熱力學溫标，即令1千克的物質的溫度上升（或下降）1開爾文所需的能量。根據此定理，便可得出以下公式：Q=cmΔT。

△E為吸收的熱量，中學的教科書裡為Q；m是物體的質量，△T是吸熱（放熱）後溫度所上升（下降）值，初中的教材裡把△T寫成△t，其實這是很不規範的（我們生活中常用℃作為溫度的單位，很少用K，而且△T=△t，因此中學階段都用△t，但國際上或者更高等的科學領域，還是使用△T）。

物質的比熱容與所進行的過程有關。在工程應用上常用的有定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀态比熱容三種。

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。

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吸收或放出的内能。

飽和狀态比熱容是單位質量的物質在某飽和狀态時，溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。

單位

比熱容的單位是複合單位。

在國際單位制中，能量、功、熱量的主單位統一為焦耳，溫度的主單位是開爾文，因此比熱容的國際單位為J/(kg·K)，讀作“焦[耳]每千克開[爾文]”。國際單位或為J/(kg·℃），讀作“焦【耳】每千克攝氏度（[]内的字可以省略。）

常用單位：J/(kg·℃）、J/(g·℃）、kJ/(kg·℃）、cal/(kg·℃）、kcal/(kg·℃）等。注意攝氏度和開爾文僅在溫标表示上有所區别，在表示溫差的量值意義上等價，因此這些單位中的℃和K可以任意互相替換。例如“焦每千克攝氏度”和“焦每千克開”是等價的。

計算

設有一質量為m的物體，在某一過程中吸收（或放出）熱量ΔQ時，溫度升高（或降低）ΔT，則ΔQ/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量（簡稱熱容），用C表示，即C=ΔQ/ΔT。用熱容除以質量，即得比熱容c=C/m=ΔQ/mΔT。對于微小過程的熱容和比熱容，分别有C=dQ/dT，c=1/m*dQ/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Q=∫（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，可近似地看為常量。于是有Q=C(T2-T1）=mc(T2-T1）。如令溫度改變量ΔT=T2-T1，則有Q=cmΔT。這是中學中用比熱容來計算熱量的基本公式。

在英文中，比熱容被稱為：Specific Heat Capacity(SHC）。

用比熱容計算熱能的公式為：能量=質量×比熱×溫度變化

可簡寫為：Energy=SHC×Mass×Temp Ch，

與比熱相關的熱量計算公式：Q=cmΔT 即Q吸（放）=cm(T初-T末）其中c為比熱，m為質量，Q為能量熱量。吸熱時為Q=cmΔT升（用實際升高溫度減物體初溫），放熱時為Q=cmΔT降（用實際初溫減降後溫度）。或者Q=cmΔT=cm(T末-T初），Q>0時為吸熱，Q<0時為放熱。

液态水數據

在實驗過程中，液态水的定壓比熱容經常會被用來計算吸收或放出的熱量，水作為最常見的物質，它的比熱數據較易獲得，當實驗要求精度不高時，可近似認為常壓下水的定壓比熱為4.2kJ/KG.K,

下面給出在不同壓力，不同溫度下的液态水的定壓比熱容Cp的數據（單位：KJ/KG.K）

物質

單位質量的某種物質，溫度降低1度放出的熱量，與它溫度升高一度吸收的熱量相等，數值上也等于它的比熱容。

理論上說，常見液體和固體物質中，水的比熱容最大

對上表中數值的解釋：

⑴比熱此表中單位為 kj/(kg·℃）/ j/(kg·℃），兩單位為千進制1kJ/(kg·℃）/=1×10³J/(kg·℃）

⑵水的比熱較大，金屬的比熱更小一些

⑶c鋁>c鋼>c鐵>c鉛 (c鉛

補充說明：

⒈不同的物質有不同的比熱容，比熱容是物質的一種特性，因此，可以用比熱的不同來（粗略地）鑒别不同的物質（注意有部分物質比熱相當接近）。

⒉同一物質的比熱一般不随質量、形狀的變化而變化。如一杯水與一桶水，它們的比熱相同。

⒊對同一物質，比熱值與物态有關，同一物質在同一狀态下的比熱是一定的（忽略溫度對比熱的影響），但在不同的狀态時，比熱是不相同的。例如水的比熱與冰的比熱不同。

⒋在溫度改變時，比熱容也有很小的變化，但一般情況下可以忽略。比熱容表中所給的比熱數值是這些物質在常溫下的平均值。

⒌氣體的比熱容和氣體的熱膨脹有密切關系，在體積恒定與壓強恒定時不同，故有定容比熱容和定壓比熱容兩個概念。但對固體和液體，二者差别很小，一般就不再加以區分。

應用

水的比熱容較大，在工農業生産和日常生活中有廣泛的應用。這個應用主要考慮兩個方面，第一是一定質量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不大，有利于調節氣候；第二是一定質量的水升高（或降低）一定溫度吸熱（或放熱）很多，有利于用水作冷卻劑或取暖。

調節氣候

水的比熱容較大，對于氣候的變化有顯着的影響。在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化小一些，水的這個特征對氣候影響很大，白天沿海地區比内陸地區溫升慢，夜晚沿海溫度降低少，為此一天中沿海地區溫度變化小，内陸溫度變化大，一年之中夏季内陸比沿海炎熱，冬季内陸比沿海寒冷。當環境溫度變化較快的時候，水的溫度變化相對較慢。生物體内水的比例很高，有助于調節生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對生物體造成嚴重損害。海陸風的形成原因與之類似。

1．對氣溫的影響

據新華社消息，三峽水庫蓄水後，這個世界上最大的人工湖将成為一個天然“空調”，使山城重慶的氣候冬暖夏涼。據估計，夏天氣溫可能會因此下降5℃，冬天氣溫可能會上升3到4℃。

2．熱島效應的緩解

晴朗無風的夏日，海島上的地面氣溫，高于周圍海上氣溫，并因此形成海風環流以及海島上空的積雲對流，這是海洋熱島效應的表現。水的比熱容是沙石的4倍多。質量相同的水和沙石，要使它們上升同樣的溫度，水會吸收更多的熱量；如果吸收或放出的熱量相同，水的溫度變化比沙石小得多。夏天，陽光照在海上，盡管海水吸收了許多熱量，但是由于它的比熱容較大，所以海水的溫度變化并不大，海邊的氣溫變化也不會很大。

而在沙漠，由于沙石的比熱容較小，吸收同樣的熱量，溫度會上升很多，所以沙漠的晝夜溫差很大。海岸晝夜溫差變化比沙漠中小，适于居住。2010~2013年以來，由于城市人口集中，工業發達，交通擁塞，大氣污染嚴重，且城市中的建築大多為石頭和混凝土建成，在溫度的空間分布上，城市猶如一個溫暖的島嶼，從而形成城市熱島效應。

在緩解熱島效應方面，專家測算，一個中型城市環城綠化帶樹苗長成濃蔭後，綠化帶常年涵養水源相當于一座容積為1.14×10m3的中型水庫，由于水的比熱容大，能使城區夏季高溫下降1℃以上，有效緩解日益嚴重的“熱島效應”。

水庫的建立，水的增加，而水的比熱容大，在同樣受冷受熱時溫度變化較小，從而使夏天的溫度不會升得比過去高，冬天的溫度不會下降的比過去低，使溫度保持相對穩定，從而水庫成為一個巨大的“天然空調”。