能量與熱力學第一定律
熱容
熱容告訴你:一個物體要吸進多少能量,溫度才會升高一度。可以把它想成這個物體對熱的「胃口」。一小杯濃縮咖啡很快就涼了,因為它熱容小;一整缸洗澡水能暖上好久,因為它的熱容大得很。往兩者倒入同樣多的能量,小杯子的溫度噌地一下竄上去,浴缸卻幾乎紋絲不動。
正式地說,熱容 C 等於加入的熱除以由此引起的溫升:C = q / ΔT,通常以「焦耳每開爾文」為單位。物體越大、材料對熱越「貪」,C 就越大,溫度的反應也就越遲鈍。由於物體在受熱時本身也會變化,常見兩個版本:恆容熱容與恆壓熱容,當材料可以自由膨脹時,二者並不相等。
熱容決定了有些東西是穩定的「熱錨」,有些則一點就著。海洋巨大的熱容緩衝著地球的氣候,把晝夜之間的溫度起伏撫平。同一個道理,縮小來看,也解釋了為什麼在同一片太陽下,石凳依舊涼爽,金屬凳卻燙得發烤。
一口鑄鐵鍋和一隻薄鋁鍋放在同樣的火上。鑄鐵鍋熱得慢,又能把熱留住——熱容高;薄鍋一下就燙起來,一離火就立刻涼了。
熱容高,意味著熱得慢、涼得也慢——像一個儲熱的飛輪。
熱容描述的是某個具體物體,並且取決於它有多少——它是一個廣延量(外延量)。要公平地比較材料,就除以質量得到比熱容,或除以摩爾數得到莫耳熱容。一個游泳池和一茶杯水的比熱容相同,但熱容卻天差地別。
又稱
另見