比熱容

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）很多的熱而自身的温度卻變化不大，有利於調節氣候；第二是一定質量的水升高（或降低）一定温度吸熱（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，水的温度變化較小，水的這個特徵對氣候影響很大，白天沿海地區比內陸地區升温慢，夜晚沿海温度降低少，為此一天中沿海地區温度變化小，內陸温度變化大，一年之中夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷。當環境温度變化較快的時候，水的温度變化相對較慢。生物體內水的比例很高，有助於調節生物體自身的温度，以免温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。

據新華社消息，三峽水庫蓄水後，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，夏天氣温可能會因此下降5℃，冬天氣温可能會上升3到4℃。

晴朗無風的夏日，海島上的地面氣温，高於周圍海上氣温，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温度，水會吸收更多的熱量；如果吸收或放出的熱量相同，水的温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，所以海水的温度變化並不大，海邊的氣温變化也不會很大。而在沙漠，由於沙石的比熱容較小，吸收同樣的熱量，温度會上升很多，所以沙漠的晝夜温差很大。海岸晝夜温差變化比沙漠中小，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，在温度的空間分佈上， 城市猶如一個温暖的島嶼，從而形成城市熱島效應。在緩解熱島效應方面，專家測算，一箇中型城市環城綠化帶樹苗長成濃蔭後，綠化帶常年涵養水源相當於一座容積為1.14×10m³的中型水庫，由於水的比熱容大，能使城區夏季高温下降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，在同樣受冷受熱時温度變化較小，從而使夏天的温度不會升得比過去高，冬天的温度不會下降得比過去低，使温度保持相對穩定，從而水庫成為一個巨大的“天然空調”。

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後水的温度不會明顯上升，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

水稻是喜温作物，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，即傍晚在秧田裏灌一些水過夜，第二天太陽昇起的時候，再把秧田中的水放掉。根據水的比熱容大的特性，在夜晚降温時，使秧苗的温度變化不大，對秧苗起了保温作用。

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。

諸如在炎熱的夏天古代皇室用流水從屋頂上流下，起了防暑降温作用。

其它信息參見詞條定壓比熱容、定容比熱容。

比熱容是熱力學中常用的一個物理量，表示物質提高温度所需熱量的能力，而不是吸收或者散熱能力。它指單位質量的某種物質升高（或下降）單位温度所吸收（或放出）的熱量。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文[Jkg^-1K^-1]，即令1kg的物質的温度上升1開爾文所需的熱量。根據此定理，最基本便可得出以下公式：

物質的比熱容越大，相同質量和温升時，需要更多熱能。以水和油為例，水和油的比熱容分別約為4200 Jkg^-1K^-1和2000 Jkg^-1K^-1，即把相同質量的水加熱的熱能比油多出約一倍。若以相同的熱能分別把相同質量的水和油加熱的話，油的温升將比水的温升大。

卡諾定理指出，可逆循環的效率只與高温熱源和低温熱源的温度有關，而與工作物質（工質）或工作路徑等其它因素無關。

熱力學温度又被稱為絕對温度，是熱力學和統計物理中的重要參數之一。一般所説的絕對零度便是對應-273.15攝氏度。

一定質量的物質，在温度升高時，所吸收的熱量與該物質的質量和升高的温度乘積之比，稱作這種物質的比熱容（比熱），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)]，其常用單位之一是焦耳每千克攝氏度[J/(kg·℃)]。J是指焦耳，K是指熱力學温標，即令1千克的物質的温度上升（或下降）1開爾文所需的能量。根據此定理，便可得出以下公式：

Q為吸收（或放出）的熱量；m是物體的質量，ΔT是吸熱（或放熱）後温度的變化量，初中的教材裏把ΔT寫成Δt，其實這是不規範的（我們生活中常用℃作為温度的單位，很少用K，而且ΔT=Δt，因此中學階段都用Δt，但國際或更高等的科學領域仍用ΔT）。

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，温度升高或下降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，温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的能量。

飽和狀態比熱容：是單位質量的物質在某飽和狀態時，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量。

比熱容的單位是複合單位。

在國際單位制中，能量、功、熱量的主單位統一為焦耳，温度的主單位是開爾文，因此比熱容的國際單位為J·kg^-1 ·K^-1，讀作“焦(耳)每千克開(爾文)”。

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温標表示上有所區別，在表示温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。

設有一質量為m的物體，在某一過程中吸收（或放出）熱量ΔQ時，温度升高（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

用熱容除以質量，即得比熱容

對於微小過程的熱容和比熱容，分別有

因此，在物體温度由T1變化到T2的有限過程中，吸收（或放出）的熱量

一般情況下，熱容與比熱容均為温度的函數，但在温度變化範圍不太大時，可近似地看為常量。於是有

如令温度改變量

則有:

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：能量=質量×比熱×温度變化

可簡寫為：Energy=SHC×Mass×Temp Ch，

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為能量熱量。吸熱時為Q=cmΔT升（用實際升高温度減物體初温），放熱時為Q=cmΔT降（用實際初温減降後温度）。或者Q=cmΔT=cm（T末-T初），Q＞0時為吸熱，Q＜0時為放熱。

比熱容的計算公式一般為

c表示比熱容

m表示物體的質量

t_o表示物體的初温

t表示物體的末温

(△t：物體變化温度，即t-t₀)

這是用來計算物體温度升高時的公式。若物體降低時，則是用物體的初温度減去末温度。

比熱容的計算公式也寫作

在實驗過程中，液態水的定壓比熱容經常會被用來計算吸收或放出的熱量，水作為最常見的物質，它的比熱數據較易獲得，當實驗要求精度不高時，可近似認為常壓下水的定壓比熱為4.2kJ/（kg·℃）。

下面給出在不同壓力，不同温度下的液態水的定壓比熱容Cp的數據（單位：kJ/（kg·℃））

單位質量的某種物質，温度降低1度放出的熱量，與它温度升高一度吸收的熱量相等，數值上也等於它的比熱容。

理論上説，常見液體和固體物質中，水的比熱容最大

對上表中數值的解釋：

⑴比熱此表中單位為 kJ/(kg·℃)/ J/(kg·℃)，兩單位為千進制1kJ/(kg·℃)/=1×10³J/(kg·℃)

⑵水的比熱較大，金屬的比熱更小一些

⑶c鋁＞c鋼＞c鐵＞c鉛

補充説明：

1.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）鑑別不同的物質（注意有部分物質比熱相當接近）。

2.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，即比熱容為強度性質。

3.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（忽略温度對比熱的影響），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。

4.在温度改變時，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温下的平均值。

5.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。

（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

最初是在18世紀，蘇格蘭的物理學家兼化學家約瑟夫·布萊克發現質量相同的不同物質，上升到相同温度所需的熱量不同，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。