比热容

比热容（Specific Heat Capacity），用符号c表示，又称比热容量，简称比热（specific heat），是单位质量物质的热容量，即单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量。

利用比热容的概念可以类推出表示1mol物质升高1K所需的热量的摩尔热容。而在等压条件下的摩尔热容Cp称为定压摩尔热容。在等容条件下的摩尔热容Cv称为定容摩尔热容。通常将定压摩尔热容与温度的关系，关联成多项式。

应用

水的比热容较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。这个应用主要考虑两个方面，第一是一定质量的水吸收（或放出）同等热量而自身的温度却变化不大，有利于调节气候；第二是一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。

调节气候

水的比热容较大，对于气候的变化有显著的影响。在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化较小，水的这个特征对气候影响很大，白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海温度降低少，为此一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大，一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。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。海陆风的形成原因与之类似。

1．对气温的影响

据新华社消息，三峡水库蓄水后，这个世界上最大的人工湖将成为一个天然“空调”，使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计，夏天气温可能会因此下降5℃，冬天气温可能会上升3到4℃。

2．热岛效应的缓解

晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。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。海岸昼夜温差变化比沙漠中小，适于居住。2010~2013年以来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，在温度的空间分布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。在缓解热岛效应方面，专家测算，一个中型城市环城绿化带树苗长成浓荫后，绿化带常年涵养水源相当于一座容积为1.14×107m3的中型水库，由于水的比热容大，能使城区夏季高温下降1℃以上，有效缓解日益严重的“热岛效应”。

水库的建立，水的增加，而水的比热容大，在同样受冷受热时温度变化较小，从而使夏天的温度不会升得比过去高，冬天的温度不会下降得比过去低，使温度保持相对稳定，从而水库成为一个巨大的“天然空调”。

运用领域

1．水冷系统的应用

人们很早就开始用水来冷却发热的机器，在电脑CPU散热中可以利用散热片与CPU核心接触，使CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上，然后利用风扇将散发到空气中的热量带走。但水的比热容远远大于空气，因此可以用水代替空气作为散热介质，通过水泵将内能增加的水带走，组成水冷系统。这样CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升，散热性能优于上述直接利用空气和风扇的系统。

武器：第一次世界大战和第二次世界大战当中，一些武器使用的是水冷式枪管；一些战斗机和轰炸机的引擎使用的是水冷式引擎。

热机（例如汽车的发动机，发电厂的发电机等）的冷却系统也用和水做为冷却液，也是利用了水的比热容大这一特性。

2．农业生产上的应用

水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。

3．热水取暖

冬季供热用的散热器、暖水袋。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。

4．其他

诸如在炎热的夏天古代皇室用流水从屋顶上流下，起了防暑降温作用。

其它信息参见词条定压比热容、定容比热容。

概念

比热容是热力学中常用的一个物理量，表示物质提高温度所需热量的能力，而不是吸收或者散热能力。它指单位质量的某种物质升高（或下降）单位温度所吸收（或放出）的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文[Jkg-1K-1]，即令1kg的物质的温度上升1开尔文所需的热量。

物质的比热容越大，相同质量和温升时，需要更多热能。以水和油为例，水和油的比热容分别约为4200Jkg-1K-1和2000 Jkg-1K-1，即把相同质量的水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把相同质量的水和油加热的话，油的温升将比水的温升大。

卡诺定理指出，可逆循环的效率只与高温热源和低温热源的温度有关，而与工作物质（工质）或工作路径等其它因素无关。

热力学温度又被称为绝对温度，是热力学和统计物理中的重要参数之一。一般所说的绝对零度便是对应-273.15摄氏度。

学科定义

一定质量的物质，在温度升高时，所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度的乘积之比，称作这种物质的比热容（比热），用符号c表示。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文[J/(kg·K)]，其常用单位之一是焦耳每千克摄氏度[J/(kg·℃)]。J是指焦耳，K是指热力学温标，即令1千克的物质的温度上升（或下降）1开尔文所需的能量。

Q为吸收（或放出）的热量；m是物体的质量，ΔT是吸热（或放热）后温度的变化量，初中的教材里把ΔT写成Δt，其实这是不规范的（我们生活中常用℃作为温度的单位，很少用K，而且ΔT=Δt，因此中学阶段都用Δt，但国际或更高等的科学领域仍用ΔT）。

物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比热容三种。

定压比热容Cp：是单位质量的物质在压力不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。

定容比热容Cv：是单位质量的物质在容积（体积）不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的能量。

饱和状态比热容：是单位质量的物质在某饱和状态时，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量。

单位

比热容的单位是复合单位。

在国际单位制中，能量、功、热量的主单位统一为焦耳，温度的主单位是开尔文，因此比热容的国际单位为J·kg-1 ·K-1，读作“焦(耳)每千克开(尔文)”。

常用单位：J/（kg·℃）、J/（g·℃）、kJ/（kg·℃）、cal/（kg·℃）、kcal/（kg·℃）等。注意摄氏度和开尔文仅在温标表示上有所区别，在表示温差的量值意义上等价，因此这些单位中的℃和K可以任意互相替换。例如“焦每千克摄氏度”和“焦每千克开”是等价的。

液态水数据

在实验过程中，液态水的定压比热容经常会被用来计算吸收或放出的热量，水作为最常见的物质，它的比热数据较易获得，当实验要求精度不高时，可近似认为常压下水的定压比热为4.2kJ/（kg·℃）。

下面给出在不同压力，不同温度下的液态水的定压比热容Cp的数据（单位：kJ/（kg·℃））

不同压力，不同温度下的液态水的定压比热容

压力 温度（摄氏度）

x10^5 Pa 0 20 50 100 150 200 250 300 350

1 4.217 4.182 4.181 - - - - - -

5 4.215 4.181 4.18 4.215 4.31 - - - -

10 4.212 4.179 4.179 4.214 4.308 - - - -

50 4.191 4.166 4.17 4.205 4.296 4.477 4.855 3.299 -

100 4.165 4.151 4.158 4.194 4.281 4.45 4.791 5.703 4.042

150 4.141 4.137 4.148 4.183 4.251 4.425 4.735 5.495 8.863

200 4.117 4.123 4.137 4.173 4.252 4.402 4.685 5.332 8.103

250 4.095 4.109 4.127 4.163 4.239 4.379 4.639 5.201 7.017

300 4.073 4.097 4.117 4.153 4.226 4.358 4.598 5.091 6.451

液态水数据

在实验过程中，液态水的定压比热容经常会被用来计算吸收或放出的热量，水作为最常见的物质，它的比热数据较易获得，当实验要求精度不高时，可近似认为常压下水的定压比热为4.2kJ/（kg·℃）。

下面给出在不同压力，不同温度下的液态水的定压比热容Cp的数据（单位：kJ/（kg·℃））

不同压力，不同温度下的液态水的定压比热容

压力 温度（摄氏度）

x10^5 Pa 0 20 50 100 150 200 250 300 350

1 4.217 4.182 4.181 - - - - - -

5 4.215 4.181 4.18 4.215 4.31 - - - -

10 4.212 4.179 4.179 4.214 4.308 - - - -

50 4.191 4.166 4.17 4.205 4.296 4.477 4.855 3.299 -

100 4.165 4.151 4.158 4.194 4.281 4.45 4.791 5.703 4.042

150 4.141 4.137 4.148 4.183 4.251 4.425 4.735 5.495 8.863

200 4.117 4.123 4.137 4.173 4.252 4.402 4.685 5.332 8.103

250 4.095 4.109 4.127 4.163 4.239 4.379 4.639 5.201 7.017

300 4.073 4.097 4.117 4.153 4.226 4.358 4.598 5.091 6.451

液态水数据

在实验过程中，液态水的定压比热容经常会被用来计算吸收或放出的热量，水作为最常见的物质，它的比热数据较易获得，当实验要求精度不高时，可近似认为常压下水的定压比热为4.2kJ/（kg·℃）。

下面给出在不同压力，不同温度下的液态水的定压比热容Cp的数据（单位：kJ/（kg·℃））

不同压力，不同温度下的液态水的定压比热容

压力 温度（摄氏度）

x10^5 Pa 0 20 50 100 150 200 250 300 350

1 4.217 4.182 4.181 - - - - - -

5 4.215 4.181 4.18 4.215 4.31 - - - -

10 4.212 4.179 4.179 4.214 4.308 - - - -

50 4.191 4.166 4.17 4.205 4.296 4.477 4.855 3.299 -

100 4.165 4.151 4.158 4.194 4.281 4.45 4.791 5.703 4.042

150 4.141 4.137 4.148 4.183 4.251 4.425 4.735 5.495 8.863

200 4.117 4.123 4.137 4.173 4.252 4.402 4.685 5.332 8.103

250 4.095 4.109 4.127 4.163 4.239 4.379 4.639 5.201 7.017

300 4.073 4.097 4.117 4.153 4.226 4.358 4.598 5.091 6.451

历史背景

最初是在18世纪，苏格兰的物理学家兼化学家约瑟夫·布莱克发现质量相同的不同物质，上升到相同温度所需的热量不同，而提出了比热容的概念。几乎任何物质皆可测量比热容，如化学元素、化合物、合金、溶液，以及复合材料。

历史上，曾以水的比热容来定义热量，将1克水升高1度所需的热量定义为1卡路里。