比熱容

補充說明：

⒈不同的物質有不同的比熱容，比熱容是物質的一種特性，因此，可以用比熱的不同來（粗略地）鑒別不同的物質（注意有部分物質比熱相當接近）。

⒉同一物質的比熱一般不隨質量、形狀的變化而變化。如一杯水與一桶水，它們的比熱相同，即比熱容為廣延性質。

⒊對同一物質，比熱值與物態有關，同一物質在同一狀態下的比熱是一定的（忽略溫度對比熱的影響），但在不同的狀態時，比熱是不相同的。例如水的比熱與冰的比熱不同。

⒋在溫度改變時，比熱容也有很小的變化，但一般情況下可以忽略。比熱容表中所給的比熱數值是這些物質在常溫下的平均值。

⒌氣體的比熱容和氣體的熱膨脹有密切關係，在體積恆定與壓強恆定時不同，故有定容比熱容和定壓比熱容兩個概念。但對固體和液體，二者差別很小，一般就不再加以區分。

常見氣體的比熱容

（單位：kJ/(kg·K））

Cp　Cv

氧氣0.909　0.649

氫氣14.05　9.934

水蒸氣1.842　1.381

氮氣1.038　0.741

水的比熱容較大，在工農業生產和日常生活中有廣泛的應用。這個應用主要考慮兩個方面，第一是一定質量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不大，有利於調節氣候；第二是一定質量的水升高（或降低）一定溫度吸熱（或放熱）很多，有利於用水作冷卻劑或取暖。

水的比熱容較大，對於氣候的變化有顯著的影響。在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化較小，水的這個特徵對氣候影響很大，白天沿海地區比內陸地區溫升慢，夜晚沿海溫度降低少，為此一天中沿海地區溫度變化小，內陸溫度變化大，一年之中夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷。當環境溫度變化較快的時候，水的溫度變化相對較慢。生物體內水的比例很高，有助於調節生物體自身的溫度，以免溫度變化太快對生物體造成嚴重損害。海陸風的形成原因與之類似。

1．對氣溫的影響

據新華社消息，三峽水庫蓄水后，這個世界上最大的人工湖將成為一個天然“空調”，使山城重慶的氣候冬暖夏涼。據估計，夏天氣溫可能會因此下降5℃，冬天氣溫可能會上升3到4℃。

2．熱島效應的緩解

晴朗無風的夏日，海島上的地面氣溫，高於周圍海上氣溫，並因此形成海風環流以及海島上空的積雲對流，這是海洋熱島效應的表現。水的比熱容是沙石的4倍多。質量相同的水和沙石，要使它們上升同樣的溫度，水會吸收更多的熱量；如果吸收或放出的熱量相同，水的溫度變化比沙石小得多。夏天，陽光照在海上，儘管海水吸收了許多熱量，但是由於它的比熱容較大，所以海水的溫度變化並不大，海邊的氣溫變化也不會很大。而在沙漠，由於沙石的比熱容較小，吸收同樣的熱量，溫度會上升很多，所以沙漠的晝夜溫差很大。海岸晝夜溫差變化比沙漠中小，適於居住。2010~2013年以來，由於城市人口集中，工業發達，交通擁塞，大氣污染嚴重，且城市中的建築大多為石頭和混凝土建成，在溫度的空間分佈上，城市猶如一個溫暖的島嶼，從而形成城市熱島效應。在緩解熱島效應方面，專家測算，一個中型城市環城綠化帶樹苗長成濃蔭后，綠化帶常年涵養水源相當於一座容積為1.14×10m的中型水庫，由於水的比熱容大，能使城區夏季高溫下降1℃以上，有效緩解日益嚴重的“熱島效應”。

水庫的建立，水的增加，而水的比熱容大，在同樣受冷受熱時溫度變化較小，從而使夏天的溫度不會升得比過去高，冬天的溫度不會下降得比過去低，使溫度保持相對穩定，從而水庫成為一個巨大的“天然空調”。

1．水冷系統的應用

人們很早就開始用水來冷卻發熱的機器，在電腦CPU散熱中可以利用散熱片與CPU核心接觸，使CPU產生的熱量通過熱傳導的方式傳輸到散熱片上，然後利用風扇將散發到空氣中的熱量帶走。但水的比熱容遠遠大於空氣，因此可以用水代替空氣作為散熱介質，通過水泵將內能增加的水帶走，組成水冷系統。這樣CPU產生的熱量傳輸到水中后水的溫度不會明顯上升，散熱性能優於上述直接利用空氣和風扇的系統。

武器：第一次世界大戰和第二次世界大戰當中，一些武器使用的是水冷式槍管；一些戰鬥機和轟炸機的引擎使用的是水冷式引擎。

熱機（例如汽車的發動機，發電廠的發電機等）的冷卻系統也用和水做為冷卻液，也是利用了水的比熱容大這一特性。

2．農業生產上的應用

水稻是喜溫作物，在每年三四月份育苗的時候，為了防止霜凍，農民普遍採用“淺水勤灌”的方法，即傍晚在秧田裡灌一些水過夜，第二天太陽升起的時候，再把秧田中的水放掉。根據水的比熱容大的特性，在夜晚降溫時，使秧苗的溫度變化不大，對秧苗起了保溫作用。

3．熱水取暖

冬季供熱用的散熱器、暖水袋。我國北方樓房中的“暖氣”用水作為介質，把燃料燃燒時產生的熱量帶到房屋中取暖。

4．其他

諸如在炎熱的夏天古代皇室用流水從屋頂上流下，起了防暑降溫作用；夏威夷是太平洋深處的一個島，那裡氣候宜人，是旅遊度假的聖地，除了景色誘人之外，還有一個主要原因就是冬暖夏涼。

其它信息參見詞條定壓比熱容、定容比熱容。

最初是在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，以及複合材料。

歷史上，曾以水的比熱容來定義熱量，將1克水升高1度所需的熱量定義為1卡路里。