物體在傳遞熱量的時候,不考慮晶體熔化等特殊情況,物質吸收熱量時溫度上升,放出熱量時溫度下降。
實驗證明,當溫度升高到一定程度時,相同質量的不同物質所吸收的熱量是不同的,即它們吸收熱量的能力不同。但是,物質吸收熱量的能力該如何表達呢?我們引入一個新的物理量——比熱容,來表達不同物質吸收熱量的能力。物質吸收熱量的能力越強,其比熱容就越大。
一定質量的物質在溫度升高(或降低)時所吸收(或放出)的熱量與其質量與溫度變化的乘積之比,叫做該物質的比熱容,用符號c表示。
吸收或放出的熱量用Q表示初中物理水,質量用m表示,溫度變化量表示吸收或放出熱量后溫度的變化量,用△t表示。例如物體原來溫度為t0=20℃,吸收熱量后變為t1=70℃初中物理水,則溫度變化量△t=t1-t0=70℃-20℃=50℃。
根據定義,我們得到比熱容的定義公式:c=Q/(cm),熱量Q的單位為J,質量m的單位為kg(只能用kg,不能用其他質量單位),溫度變化的單位為℃。所以,根據定義公式,比熱容c的單位為J/(kg·℃),讀作:焦耳每千克攝氏度。
已知水的比熱容為 = 4.2×103J/(kg·℃),這是什么意思(物理意義)?
c水=4.2×103J/(kg·℃),即溫度每升高或降低1℃,1kg水將吸收或放出4.2×103J的熱量。同樣,煤油=0.92×103J/(kg·℃),即溫度每升高或降低1℃,1kg煤油將吸收或放出2.1×103J的熱量。
在初中我們接觸到的物質中,首先要明確的就是水的比熱容最大。從上表我們可以看出,不同物質的比熱容一般是不一樣的。注意這里用了“一般”兩個字,是因為有的物質的比熱容是一樣的,比如冰和煤油。
我們先復習一下密度的知識,物質的密度為ρ=m/V,那么密度是不是和質量成正比,和體積成反比呢?不是的!因為密度是物質的一個屬性,所以我們只用質量和體積的比值來定義它。物質本身的密度是物質本身的一個屬性。就好比一瓶水,一桶水,一缸水,它們都是水,它們的質量和體積不一樣,但是通過質量和體積的比值得到的密度是一樣的,只要是水,密度都是1.0×103kg/m3,當質量增加的時候留學之路,體積也會發生變化,質量和體積的比值是不變的,所以不存在比例這種東西。
比熱容的大小和哪些因素有關呢?看到比熱容的定義,我們是不是可以認為比熱容和吸收的熱量成正比?和質量、溫度變化成反比?不是的!同理,比熱容也是物質的一種性質,表示物質的吸熱能力。比熱容的物理意義表示溫度每單位質量上升或下降1℃,某種物質吸收或放出多少熱量。物質的比熱容的具體數值不會隨著Q、m、t等的變化而變化,不存在比例關系。
比熱容是物質的一種性質,它與其他物理量無關,只與物質的種類、狀態有關,與質量、體積、溫度、密度、吸放熱、形狀、位置等無關。