【有关比热容的所有问题,】-查字典问答网
分类选择

来自董凌燕的问题

  【有关比热容的所有问题,】

  有关比热容的所有问题,

1回答
2020-05-10 16:28
我要回答
请先登录
金锦良

  比热容(specificheatcapacity)又称比热容量,简称比热(specificheat),是单位质量物质的热容量,即使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能.比热容是表示物质热性质的物理量.通常用符号c表示.

  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比压不变的条件下,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比容不变的条件下,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.

  在中学范围内,简单(不严格)的定义为:

  单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量(或降低1℃释放的热量)叫做这种物质的比热容.

  单位比热的单位是复合单位.

  在国际单位制中,能量、功、热量的主单位统一为焦耳,温度的主单位是开尔文,因此比热容的主单位为J/(kg·K),读作“焦[耳]每千克开”.([]内的字可以省略.)

  常用单位:kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等.注意摄氏度和开尔文仅在温标表示上有所区别,在表示温差的量值意义上等价,因此这些单位中的℃和K可以任意互相替换.例如“焦每千克摄氏度”和“焦每千克开”是等价的.

  相关计算设有一质量为m的物体,在某一过程中吸收(或放出)热量ΔQ时,温度升高(或降低)ΔT,则ΔQ/ΔT称为物体在此过程中的热容量(简称热容),用C表示,即C=ΔQ/ΔT.用热容除以质量,即得比热容c=C/m=ΔQ/mΔT.对于微小过程的热容和比热容,分别有C=dQ/dT,c=1/m*dQ/dT.因此,在物体温度由T1变化到T2的有限过程中,吸收(或放出)的热量Q=∫(T2,T1)CdT=m∫(T2,T1)CdT.

  一般情况下,热容与比热容均为温度的函数,但在温度变化范围不太大时,可近似地看为常量.于是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1).如令温度改变量ΔT=T2-T1,则有Q=cmΔT.这是中学中用比热容来计算热量的基本公式.

  在英文中,比热容被称为:SepcificHeatCapacity(SHC).

  用比热容计算热能的公式为:Energy=Mass×SpecificHeatCapacity×Temperaturechange

  可简写为:Energy=Mass×SHC×TempCh,Q=mcΔt.

  与比热相关的热量计算公式:Q=cmΔt即Q吸(放)=cm(t-t1)其中c为比热,m为质量,t为末温,t1为初温,Q为能量.吸热时为Q=cmΔt升(用实际升高温度减物体初温),放热时为Q=cmΔt降(用实际初温减降后温度).或者Q=cmΔt=cm(t末-t初),Q>0时为吸热,Q<0时为放热.

  (涉及到物态变化时的热量计算不能直接用Q=cmΔt,因为不同物质的比热容一般不同,发生物态变化后,物质的比热容变化了.)

  混合物的比热容:

  加权平均计算:

  c=ΣC/ΣM=(m1c1+m2c2+m3c3+…)/(m1+m2+m3+…).

  气体的比热容

  定义:

  Cp定压比热容:压强不变,温度随体积改变时的热容.

  Cv定容比热容:体积不变,温度随压强改变时的热容.

  则当气体温度为T,压强为P时,提供热量dQ时气体的比热容:

  Cp*m*dT=Cv*m*dT+PdV;

  其中dT为温度改变量,dV为体积改变量.

  理想气体的比热容:

  对于有f个自由度的气体的定容比热容和摩尔比热容是:

  Cv,m=R*f/2

  Cv=Rs*f/2

  R=8.314J/(mol·K)

  对于固体和液体,均可以用比定压热容Cp来测量其比热容,即:C=Cp(用定义的方法测量C=dQ/mdT).

  Dulong-Petit规律:

  金属比热容有一个简单的规律,即在一定温度范围内,所有金属都有一固定的摩尔热容:

  Cp≈25J/(mol·K)

  所以

  cp=25/M,

  其中M为摩尔质量,比热容单位J/(mol·K).

  注:当温度远低于200K时关系不再成立,因为对于T趋于0,C也将趋于0.

  比热表:常见物质的比热容

  物质比热容c

  水4.2

  冰2.1

  酒精2.1

  煤油2.1

  蓖麻油1.8

  橡胶1.7

  砂石0.92

  干泥土0.84

  玻璃0.67

  铝0.88

  钢铁0.46

  铜0.39

  汞0.14

  铅0.13

  对上表中数值的解释:

  (1)比热此表中单位为kJ/(kg·K);

  (2)水的比热较大,金属的比热更小一些;

  (3)c铝>c铁>c钢>c铅(c铅<c铁<c钢<c铝).

  补充说明:

  ⒈不同的物质有不同的比热,比热是物质的一种特性,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.

  常见气体的比热容(单位:kJ/(kg·K))

  Cp Cv

  氧气0.909 0.649

  氢气14.05 9.934

  水蒸汽1.842 1.381

  氮气1.038 0.741

  水的比热容较大这一性质的应用

  水的比热容

2020-05-10 16:31:52

最新问答

推荐文章

猜你喜欢

附近的人在看

推荐阅读

拓展阅读

  • 大家都在看
  • 小编推荐
  • 猜你喜欢
  •