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热力学基础知识-比热容

文章出处:澳门新葡新京官方网站 人气:-发表时间:2015-05-22 09:20:00

                                                    热力学的基础知识

                                                              -----比热容

  1 kg的物质将其温度升高1℃所需要的热量称为“热容量”,这种热容量随物质不同而异。例如,对1kg的水、 铜、水银用1kcal的热量分别进行加热,水的温度上升1℃,铜大约上升10°C,水银则上升30°C。换言之,铜1 kg,使其温度上升1°C,所需的热量与水相比约为1/10,而水银大约只需水的热量的1/30左右。这说明,水、铜、水银的热容量不同。


    水的热容量是铜的10倍左右。因而,当各种物质增加相等的热量时,热容量越小的物质,温度升高越快,热容量越大的物质温度升高得越慢。可见物质的热容量因物质的不同而不同。把1 kg的水温度升高1°C所需要的热量作为标准1,称为水的“比热容”,其单位用“kcal/(kg?°C)”表示,即水 的比热容为1 kcal/(kg°C),物质的比热容也就是1 kg的 物质温度升高1°C所需热量,用kcal所表示的数值。

  

   总之比热容是表示物质温度上升的标准,一定重量的各种物质增加同样的热量,比热容越小的物质,温升越高,相反,比热容越大,温升越少。

  

    由此说明了这样一个规律,相同重量的物质,比热容越小,越容易升温和冷却。反之,比热容越大,越不易升温和冷却。

  

    如果把比热容的概念归纳一下,就是lkg物质的温度升高1°C所需热量。例如:1kg的铜温度升高1°C大约需要0.lkcal的热量。即铜的比热容为0.1kcal/(kg?°C).

  

    因此,如果已知比热容,就可以求出该物质升高温度所需要的热量。假设G(kg)的物质,其温度从t1(°C)升高至t2(°C)所需要的热量是Q(kcal),该物质比热容为c〔kcal/ (kg?°C)〕时,按下式计算,

  

    例如,计算温度为20°C的水1t升高到100°C时需要的热量,因水的比热容是lkcal/(kg ? °C)所以:

  

    Q=1000*1*(100-20) = 80000kcal

  

    物质的比热容随物质的种类和性质不同而不同。同一物质,由于温度变化,其体积也要发生变化(膨胀或收缩)。固体和液体,由于温度变化会引起比热容发生变化,在多数情况下其变化是很微小的,所以使用一定温度范围内的平均值,不至影响实际应用效果,这个平均值称为“平均比热容”。上述比热容数值就是平均比热。但是,气体的体积随温度变化,所引起热膨胀的比例较大,所以,把在一定压力时的比热容称为“定压比热容”用cp来表示。把在一定容积内的比热容称为“定容比热容”(定积比热容),用cp 表示,以示区别,而定压比热容比定容比热容要大。

      

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