物体在传递热量的时候,不考虑晶体熔化等特殊情况,物质吸收热量时温度上升,放出热量时温度下降。
实验证明,当温度升高到一定程度时,相同质量的不同物质所吸收的热量是不同的,即它们吸收热量的能力不同。但是,物质吸收热量的能力该如何表达呢?我们引入一个新的物理量——比热容,来表达不同物质吸收热量的能力。物质吸收热量的能力越强,其比热容就越大。
一定质量的物质在温度升高(或降低)时所吸收(或放出)的热量与其质量与温度变化的乘积之比,叫做该物质的比热容,用符号c表示。
吸收或放出的热量用Q表示初中物理水,质量用m表示,温度变化量表示吸收或放出热量后温度的变化量,用△t表示。例如物体原来温度为t0=20℃,吸收热量后变为t1=70℃初中物理水,则温度变化量△t=t1-t0=70℃-20℃=50℃。
根据定义,我们得到比热容的定义公式:c=Q/(cm),热量Q的单位为J,质量m的单位为kg(只能用kg,不能用其他质量单位),温度变化的单位为℃。所以,根据定义公式,比热容c的单位为J/(kg·℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
已知水的比热容为 = 4.2×103J/(kg·℃),这是什么意思(物理意义)?
c水=4.2×103J/(kg·℃),即温度每升高或降低1℃,1kg水将吸收或放出4.2×103J的热量。同样,煤油=0.92×103J/(kg·℃),即温度每升高或降低1℃,1kg煤油将吸收或放出2.1×103J的热量。
在初中我们接触到的物质中,首先要明确的就是水的比热容最大。从上表我们可以看出,不同物质的比热容一般是不一样的。注意这里用了“一般”两个字,是因为有的物质的比热容是一样的,比如冰和煤油。
我们先复习一下密度的知识,物质的密度为ρ=m/V,那么密度是不是和质量成正比,和体积成反比呢?不是的!因为密度是物质的一个属性,所以我们只用质量和体积的比值来定义它。物质本身的密度是物质本身的一个属性。就好比一瓶水,一桶水,一缸水,它们都是水,它们的质量和体积不一样,但是通过质量和体积的比值得到的密度是一样的,只要是水,密度都是1.0×103kg/m3,当质量增加的时候留学之路,体积也会发生变化,质量和体积的比值是不变的,所以不存在比例这种东西。
比热容的大小和哪些因素有关呢?看到比热容的定义,我们是不是可以认为比热容和吸收的热量成正比?和质量、温度变化成反比?不是的!同理,比热容也是物质的一种性质,表示物质的吸热能力。比热容的物理意义表示温度每单位质量上升或下降1℃,某种物质吸收或放出多少热量。物质的比热容的具体数值不会随着Q、m、t等的变化而变化,不存在比例关系。
比热容是物质的一种性质,它与其他物理量无关,只与物质的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状、位置等无关。