比熱容公式是通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程得出,具體推導(dǎo)過(guò)程如下:
1. 理想氣體狀態(tài)方程:pV = nRT。
2. 定義理想氣體的摩爾熱容為Cm和Cp,其中m表示摩爾質(zhì)量,V表示體積,n表示摩爾數(shù),R表示氣體常數(shù),T表示熱力學(xué)溫度。
3. 假設(shè)系統(tǒng)在微小時(shí)間Δt內(nèi)經(jīng)歷微小過(guò)程,吸收熱量ΔQ,溫度升高ΔT。根據(jù)理想氣體內(nèi)能變化量等于吸熱量的公式,有ΔU = ΔQ/T。
4. 由于理想氣體不計(jì)分子勢(shì)能,所以內(nèi)能只與溫度變化有關(guān),即ΔU = ΔH - W。其中ΔH表示焓變,W表示外界對(duì)系統(tǒng)做的功。
5. 由于系統(tǒng)體積在微小時(shí)間內(nèi)變化很小,所以ΔW = 0。因此ΔU = ΔH = ΔQ/T = mcΔT。
6. 由理想氣體狀態(tài)方程可得V = nV0/n0,其中n為摩爾數(shù),V0為初始體積。代入上式可得ΔT = (ΔQ/mc) / (nV0/n0)。
7. 將上式兩邊同乘以時(shí)間變化量Δt并除以物質(zhì)的量n,可得c = d(U/T)/dnV0。
8. 由于dnV0/dnT = R,所以c = R/(V0T)。
綜上所述,比熱容公式c = R/(V0T)是通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)出來(lái)的。其中c表示比熱容,R表示氣體常數(shù),V0表示初始體積,T表示熱力學(xué)溫度。此外,比熱容還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定和查表得到。
比熱容公式是用來(lái)描述物質(zhì)在升高或降低一定溫度時(shí),吸收或釋放的熱量與其質(zhì)量和溫度變化量之間的關(guān)系。其公式為:Q=cmΔt,其中Q表示熱量,c表示比熱容,m表示質(zhì)量,Δt表示溫度變化量。
例題:一桶水在太陽(yáng)下曬3小時(shí)后,溫度從20℃上升到30℃,已知水的比熱容為4.2×10^3J/(kg·℃)。求這桶水在這段時(shí)間內(nèi)吸收的熱量。
解:根據(jù)比熱容公式,可得到這桶水在這段時(shí)間內(nèi)吸收的熱量為:
Q = cmΔt = 4.2 × 10^3J/(kg·℃) × 1kg × (30℃ - 20℃) = 4.2 × 10^4J
所以,這桶水在這段時(shí)間內(nèi)吸收了4.2 × 10^4J的熱量。