比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文(J /(kg·K) 或 J /(kg·℃),J是指焦耳,K是指热力学温标,与摄氏度℃相等),即令1千克的物质的温度上升(或下降)1摄氏度所需的能量。根据此定理,最基本便可得出以下公式:
c=△E(Q)/m△T
△E为吸收的热量,中学的教科书里为Q;m是物体的质量,△T是吸热(放热)后温度所上升(下降)值,初中的教材里把△T写成△t,其实这是很不规范的(我们生活中常用℃作为温度的单位,很少用K,而且△T=△t,因此中学阶段都用△t,但国际上或者更高等的科学领域,还是使用△T)。
物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比
热容三种。
定压比热容Cp是单位质量的物质在压力不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。
定容比热容Cv是单位质量的物质在容积(体积)不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的内能。
饱和状态比热容是单位质量的物质在某饱和状态时,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量。
单位质量的某种物质,温度降低1度放出的热量,与它温度升高一度吸收的热量相等,数值上也等于它的比热容。
物质 |
化学符号 |
模型 |
相态 |
比热容量(基本) J/(kg·℃) |
比热容量(25℃)J/(kg·K) |
氢 |
H |
2 |
气 |
14000 |
14300 |
氦 |
He |
1 |
气 |
5190 |
5193.2 |
氨 |
NH3 |
4 |
气 |
2055 |
2050 |
氖 |
Ne |
1 |
气 |
1030 |
1030.1 |
锂 |
Li |
1 |
固 |
3580 |
3582 |
乙醇 |
C2H5OH |
9 |
液 |
2460 |
2440 |
汽油 |
混 |
混 |
液 |
2200 |
2220 |
石蜡 |
CnH2n+2 |
62至122 |
固 |
2200 |
2500 |
甲烷 |
CH4 |
5 |
气 |
2160 |
2156 |
油 |
混 |
混 |
液 |
2000 |
2000 |
软木塞 |
混 |
混 |
固 |
2000 |
2000 |
乙烷 |
C2H6 |
8 |
气 |
1730 |
1729 |
尼龙 |
混 |
混 |
固 |
1700 |
1720 |
乙炔 |
C2H2 |
4 |
气 |
1500 |
1511 |
聚苯乙烯 |
CH2 |
3 |
固 |
1300 |
1300 |
硫化氢 |
H2S |
3 |
气 |
1100 |
1105 |
氮 |
N |
2 |
气 |
1040 |
1042 |
空气(室温) |
混 |
混 |
气 |
1030 |
1012 |
空气(海平面、干燥、0℃) |
混 |
混 |
气 |
1005 |
1035 |
氧 |
O |
2 |
气 |
920 |
918 |
二氧化碳 |
CO2 |
3 |
气 |
840 |
839 |
一氧化碳 |
CO |
2 |
气 |
1040 |
1042 |
铝 |
Al |
1 |
固 |
900 |
897 |
石绵 |
混 |
混 |
固 |
840 |
847 |
陶瓷 |
混 |
混 |
固 |
840 |
837 |
氟 |
F |
2 |
气 |
820 |
823.9 |
砖 |
混 |
混 |
固 |
750 |
750 |
石墨 |
C |
1 |
固 |
720 |
710 |
四氟甲烷 |
CF4 |
5 |
气 |
660 |
659.1 |
二氧化硫 |
SO2 |
3 |
气 |
600 |
620 |
玻璃 |
混 |
混 |
固 |
600 |
84 |
氯 |
Cl2 |
2 |
气 |
520 |
520 |
钻石 |
C |
1 |
固 |
502 |
509.1 |
钢 |
混 |
混 |
固 |
450 |
450 |
铁 |
Fe |
1 |
固 |
450 |
444 |
黄铜 |
Cu,Zn |
混 |
固 |
380 |
377 |
铜 |
Cu |
1 |
固 |
385 |
386 |
银 |
Ag |
1 |
固 |
235 |
233 |
汞 |
Hg |
1 |
液 |
139 |
140 |
铂 |
Pt |
1
|
固 |
135 |
135 |
金 |
Au |
1 |
固 |
129 |
126 |
铅 |
Pb |
1 |
固 |
125 |
128 |
水蒸气(水) |
H2O |
3 |
气 |
1850 |
1850 |
水 |
H2O |
3 |
液 |
4200 |
4186 |
冰(水) |
H2O |
3 |
固 |
2060 |
2050 (-10℃) |
理论上说,常见液体和固体物质中,水的比热容最大
补充说明:
⒈不同的物质有不同的比热,比热是物质的一种属性,因此,可以用比热的不同来(粗略地)鉴别不同的物质(注意有部分物质比热相当接近)
⒉同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水,它们的比热相同。
⒊对同一物质,比热值与物态有关,同一物质在同一状态下的比热是一定的(忽略温度对比热的影响),但在不同的状态时,比热是不相同的。例如水的比热与冰的比热不同。
⒋在温度改变时,比热容也有很小的变化,但一般情况下可以忽略。比热容表中所给的比热数值是这些物质在常温下的平均值。
⒌气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系,在体积恒定与压强恒定时不同,故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体,二者差别很小,一般就不再加以区分。