熱、溫度與熱能
量熱法
量熱法是透過仔細追蹤溫度變化來測量熱的技術。由於熱本身看不見,我們無法直接讀出它;於是我們讓熱在一個隔熱良好的容器裡於物體之間流動,再用溫度變化推算出移動了多少能量。這本質上就是一種「熱量的記帳」。
這個方法建立在能量守恆之上。在一個孤立系統中,熱物體失去的熱量等於冷物體得到的熱量,因此所有的 Q = m c ΔT 項加起來必須為零。用來維持這種孤立狀態的隔熱容器稱為卡計(calorimeter)。透過混合各種物質並測量最終的平衡溫度,你就能解出未知的比熱、潛熱,或化學反應與食物燃燒所釋放的能量。
一個經典實驗:把已知質量的熱金屬塊丟進涼水裡,等待熱平衡。因為金屬失去的熱量等於水得到的熱量,只要量一次最終溫度,就能算出金屬的比熱。真實的卡計永遠無法完全隔熱,因此嚴謹的實驗必須把少量漏往外界的熱納入考量。
把 0.1 kg、100°C 的金屬塊丟進 0.2 kg、20°C 的水中;當兩者穩定在(比方說)25°C 時,令金屬失去的熱等於水得到的熱,就能解出金屬的比熱。
在隔熱的卡計中,熱物體失去的熱等於冷物體得到的熱。
量熱法假設容器完全孤立、沒有熱逸散;實際上少量漏往外界的熱必須加以修正。
又称
另见