熱は、体を構成する分子の内部エネルギーです。接触していると熱い体から冷たい体へ流れていきます。熱量の測定は、熱量測定と呼ばれます。私たちの日常の経験から、体が異なれば、体温を均等に上昇させるために必要な熱エネルギーの量も異なることがわかります。体のこの特性は、その熱または熱容量の観点から表現されます。物体の熱容量は、温度を1℃または1K上昇させるのに必要な熱エネルギーの量で、記号C'で表されます。たとえば、ある物体の熱容量が 60 JK -1の場合、その物体の温度を 1K または 1°C 上昇させるには 60 J の熱エネルギーが必要であることを意味します。
熱容量 C' = 供給される熱エネルギー量/温度上昇 物体に Q の熱量を与えると、その温度が Δt 上昇すると、C' = Q ∕ Δt |
熱容量の単位
熱容量の SI 単位は、1 ケルビンあたりのジュールまたは 1 ℃あたりのジュールです。他の一般的な熱容量の単位は、cal °C -1と kcal °C -1です。
1 kcal °C -1 = 1000 cal °C -1
1 カロリー K -1 = 4.2 J K -1
単位質量で表したときの物体の熱容量は、その物体の物質の比熱容量と呼ばれます。記号ｃで表す。比熱容量は物質の特性であり、物体によって異なります。物質の比熱容量は、その物質の単位質量あたりの熱容量として定義されます。
比熱容量c = 物体の熱容量 C' / 物体の質量 m C' = Q ∕ Δtとして したがって、 \(c = \frac{Q}{m \times \Delta t}\)または\(Q = c \times m \times \Delta t\) 物質の比熱容量は、その物質の単位質量の温度を 1 °C または 1 K 上昇させるのに必要な熱エネルギーの量です。 |
体の温度を上げるために吸収される熱エネルギーの量は、次の 3 つの要因によって決まります。
比熱の単位
比熱容量の SI 単位は、ジュール/キログラム/ケルビン (J kg -1 K -1 ) またはジュール/キログラム/摂氏度 (J kg -1 °C -1 ) です。
比熱容量の他の単位は cal g -1 °C -1と kcal kg -1 °C -1です。
1 cal g -1 °C -1 = 4.2 × 10 3 J kg -1 K -1
たとえば、鉄の比熱容量が 0.48 J/g °C の場合、鉄 1 g の温度を 1 °C 上げるのに必要な熱エネルギーは 0.48 J であることを意味します。
| 熱容量 | 比熱容量 |
| 全身の温度を1℃上げるのに必要な熱量です。 | 体の単位質量の温度を1℃上げるのに必要な熱エネルギーの量です。 |
| それは物質と体の質量に依存します。質量が大きいほど、その熱容量は大きくなります。 | 体の質量には依存しません。それは体の物質の特徴的な性質です。 |
| そのユニット JK -1 | その単位 J Kg-1K -1 |
比熱容量は物質によって異なります。通常、良導体は比熱容量が低く、不良導体は比熱容量が大きくなります。同じバーナーで同じ質量の2つの異なる物質を加熱して、同じ量の熱を供給すると、同じ時間間隔の後、2つの異なる物質の温度上昇が異なることに気付くでしょう。これは、比熱容量が異なるためです。比熱容量が小さい物質は、温度が急速に高く上昇するため、比熱容量が大きく温度上昇が遅く小さい物質よりも熱の伝導性が優れています。
水は高い比熱容量 (=4200 J Kg -1 K -1 ) を持っています。比熱容量は、水のように異なる相にある物質では異なります。比熱容量は 4200 J Kg -1 K -1で、氷は 2100 J Kg -1 K -1で、蒸気は 460 J Kg -1 K です。 -1 .
| 物質 | 比熱容量 | |
| in J Kg -1 K -1 | in cal g -1 °C -1 | |
| 鉛 | 130 | 0.031 |
| 銀 | 235 | 0.055 |
| 銅 | 399 | 0.095 |
| 鉄 | 483 | 0.115 |
| アルミニウム | 882 | 0.21 |
| 灯油 | 2100 | 0.50 |
| 氷 | 2100 | 0.50 |
| 海水 | 3900 | 0.95 |
| 水 | 4180 | 1.0 |
温度と比熱:以下のグラフは、特定の物質 1 グラムが 1 カロリーの熱によって何℃上昇するかを示しています。 
質問 1: 30 °C で質量 50 g の金属片は、温度を 330 °C に上げるために 2400 J の熱エネルギーを必要としました。金属の比熱容量を計算します。
解: m = 50 g、熱エネルギー = 2400 J、温度上昇 = 330 − 30 = 300 °C = 300 K と仮定します。
比熱容量\(c = \frac{2400}{50 \times 300} = .16 \) J g -1 K -1
問題 2:温度 40 °C で比熱容量 0.84 J g -1 K -1の液体 A の質量は、比熱容量 2.1 J g -1 K -1の液体 B 100 g と混合する必要があります。混合物の最終温度が 32 °C になるように 20 °C?
解： A液の温度降下＝40−32＝8℃、B液の温度上昇＝32−20＝12℃
熱エネルギーは、液体の m グラム A = m × 0.84 × 8 J で与えられます。
液体 B 100 グラムが取る熱エネルギー = 100 × 2.1 × 12 J
熱損失がないと仮定すると、A が与える熱エネルギー = B が受け取る熱エネルギー
m×0.84×8=100×2.1×12⇒m=375グラム
