比熱容(specific heat capacity)又稱比熱容量,簡稱比熱(specific heat),是單位質量物質的熱容量,即:單位質量物體改變單位溫度時所吸收或釋放的內能。比熱容是表示物質熱性質的物理量。通常用符號c表示。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文(J /(kg·K)或J /(kg·℃),J是指焦耳,K是指熱力學溫標,與攝氏度℃相等),即令1千克的物質的溫度上升(或下降)1攝氏度所需的能量。根據此定理,基本便可得出以下公式:c=△E(Q)/m△T△E為吸收的熱量(中學的教科書里為Q);m是物體的質量,△T是吸熱(放熱)后溫度所上升(下降)值。物質的比熱容與所進行的過程有關。在工程應用上常用的有定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀態比熱容三種。定壓比熱容Cp是單位質量的物質在壓力不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。定容比熱容Cv是單位質量的物質在容積(體積)不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K吸收或放出的內能。飽和狀態比熱容是單位質量的物質在某飽和狀態時,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。比熱容的單位比熱容的單位是復合單位。在國際單位制中,能量、功、熱量的主單位統為焦耳,溫度的主單位是開爾文,因此比熱容的國際單位為J/(kg·K),讀作“焦[耳]每千克開[爾文]”。([ ]內的字可以省略。)常用單位:J/(kg·℃)、J/(g·℃)、kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。注意攝氏度和開爾文僅在溫標表示上有所區別,在表示溫差的量值意義上等價,因此這些單位中的℃和K可以任意互相替換。例如“焦每千克攝氏度”和“焦每千克開”是等價的。比熱容表示物體吸熱(或散熱)能力的物理量熱量的計算式設有質量為m的物體,在某過程中吸收(或放出)熱量ΔQ時,溫度升高(或降低)ΔT,則ΔQ/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量(簡稱熱容),用C表示,即C=ΔQ/ΔT。用熱容除以質量,即得比熱容c=C/m=ΔQ/mΔT。對于微小過程的熱容和比熱容,分別有C=dQ/dT,c=1/m*dQ/dT。因此,在物體溫度由T1變化到T2的有限過程中,吸收(或放出)的熱量Q=∫(T2,T1)CdT=m∫(T2,T1)cdT。般情況下,熱容與比熱容均為溫度的函數,但在溫度變化范圍不太大時,可近似地看為常量。于是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。如令溫度改變量ΔT=T2-T1,則有Q=cmΔT。這是中學中用比熱容來計算熱量的基本公式。在英文中,比熱容被稱為:Specific Heat Capacity(SHC)。用比熱容計算熱能的公式為:Energy=Mass×Specific Heat Capacity×Temperature change可簡寫為:Energy=SHC×Mass×Temp Ch,Q=cmΔT。與比熱相關的熱量計算公式:Q=cmΔT即Q吸(放)=cm(T初-T末)其中c為比熱,m為質量,Q為能量。吸熱時為Q=cmΔT升(用實際升高溫度減物體初溫),放熱時為Q=cmΔT降(用實際初溫減降后溫度)。或者Q=cmΔT=cm(T末-T初),Q>0時為吸熱,Q<0時為放熱。(涉及到物態變化時的熱量計算不能直接用Q=cmΔT,因為不同物質的比熱容般不同,發生物態變化后,物質的比熱容變化了。)比熱容的歷史初是在18世紀,蘇格蘭的物理學家兼化學家J.布萊克發現質量相同的不同物質,上升到相同溫度所需的熱量不同,而提出了比熱容的概念。幾乎任何物質皆可測量比熱容,如化學元素、化合物、合金、溶液,以及復合材料。歷史上,曾以水的比熱來定義熱量,將1克水升高1度所需的熱量定義為1卡路里。混合物的比熱容加權平均計算:c=ΣC/ΣM=(m1c1+m2c2+m3c3+…)/(m1+m2+m3+…)。氣體的比熱容定義:Cp定壓比熱容:壓強不變,溫度隨體積改變時的熱容,Cp=dH/dT,H為焓。Cv定容比熱容:體積不變,溫度隨壓強改變時的熱容,Cv=dU/dT,U為內能。則當氣體溫度為T,壓強為P時,提供熱量dQ時氣體的比熱容:Cp*m*dT=Cv*m*dT+PdV;其中dT為溫度改變量,dV為體積改變量。理想氣體的比熱容:對于有f個自由度的氣體的定容比熱容和摩爾比熱容是:Cv,m=R*f/2Cv=Rs*f/2R=8.314J/(mol·K)邁耶公式:Cp=Cv+R比熱容比:γ=Cp/Cv多方比熱容:Cn=Cv-R/(n-1)=Cv*(γ-n)/(1-n)對于固體和液體,均可以用比定壓熱容Cp來測量其比熱容,即:C=Cp(用定義的方法測量C=dQ/mdT)。Dulong-Petit規律:金屬比熱容有個簡單的規律,即在定溫度范圍內,所有金屬都有固定的摩爾熱容:Cp≈25J/(mol·K)所以cp=25/M,其中M為摩爾質量,比熱容單位J/(kg·K)。注:當溫度遠低于200K時關系不再成立,因為對于T趨于0,C也將趨于0。