能量与热力学第一定律
比热容
比热容,是把热容化简成一种公平的、按克计的比较:把一克某物质升高一度,需要多少能量。它撇开了「你有多少东西」的问题,转而告诉你这种材料本身的脾性。水以高比热容著称——它顽固地抗拒温度的改变——这正是为什么一锅水热得那么慢,而沿海小镇的气候又那么温和。
它写作 c,单位是「焦耳每克每开尔文」。要算给一份样品升温或降温所牵涉的热,你就把三样东西乘起来:质量、比热容、温度变化——q = m c ΔT。比热容高,意味着这种材料是一块「热海绵」,吸进许多能量,温度才升一点点;比热容低,则意味着它热得快、凉得也快。
比热容让水成了大自然了不起的温度缓冲器。同一场把沙滩晒得发烫的夏日阳光,洒在旁边的海面上却几乎不让它升温,因为水的比热容是沙子的好几倍。生物体大半是水,同样因此免受温度骤变之苦。
水的比热容约为 4.18 焦耳每克每开尔文。所以把 100 克水升高 10 度,大约需要 100 × 4.18 × 10 ≈ 4180 焦耳的能量。
q = m c ΔT:质量乘比热容乘温度变化,就得到热量。
比热容是「按质量计」的版本;摩尔热容是「按摩尔计」的版本;而单纯的热容针对的是整个物体。比热容和摩尔热容都是强度量(与数量无关),而一个物体的总热容则是广延量(随大小而增长)。
又称
另见