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物理第13章(内能) 第3节(比热容)

    烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽; 傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度不一样?

    比热容
    不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。 怎样表示不同物质这种性质上的差别呢? 物理学中引入了比热容这个物理量。 一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比, 叫做这种物质的比热容(specific heat capacity)。 比热容用符号 c 表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是 J/(kg · °C)。 单位质量的某种物质,温度降低1 °C所放出的热量,与它温度升高1 °C所吸收的热量相等,数值上也等于它的比热容。 比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质,比热容一般不同。

    质量相同的不同物质,当吸收或放出同样热量时,比热容较大的物质温度变化较小。 因此,比热容大的物质对调节温度有很好的作用。从表中可以看出,水的比热容较大。 当环境温度变化较快的时候,水的温度变化相对较慢。 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成严重损害。
    水的比热容是沙石的4倍多。质量相同的水和沙石,要使它们上升同样的温度,水会吸收更多的热量; 如果吸收或放出的热量相同,水的温度变化比沙石小得多。夏天,阳光照在海上,尽管海水吸收了许多热量, 但是由于它的比热容较大,所以海水的温度变化并不大,海边的气温变化也不会很大。 而在沙漠,由于沙石的比热容较小,吸收同样的热量,温度会上升很多,所以沙漠的昼夜温差很大
    海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住。
    想想议议
    我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质, 把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。用水做输运能量的介质有什么好处? 生活中、各种产业中,还有没有用水来加热或散热的情况?
    热量的计算
    比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1 °C所吸收的热量。 如果知道一种物质的比热容,再知道这种物质的质量和温度升高的度数,就能计算它吸收的热量。
    一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度乘积之比, 叫做这种物质的比热容。
    以 Q 吸代表物体吸收的热量,c 代表物质的比热容,m 代表物体的质量,t0和t分别是加热前后物体的温度;
    温度变化时,热量的计算公式为Q 吸=cm(t-t0),Q 放=cm(t0-t)。

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