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精彩詞條熱容
補充:0 瀏覽:8991 發(fā)布時間:2014-1-7
熱容的標準定義是:“當一系統(tǒng)由于加給一微小的熱量δQ而溫度升高dT時,δQ/dT 這個量即是該系統(tǒng)的熱容。”(GB3102.4-93),通常以符號C表示,單位J/K。 作為某種物質(zhì)的物理性質(zhì)之一,該物質(zhì)的比熱容是指當單位質(zhì)量該物質(zhì)吸收或放出熱量引起溫度升高或降低時,溫度每升高1K所吸收的熱量或每降低1K所放出的熱量,通常以符號c表示,單位J/kg.K。 1簡介 熱容分類 熱容是一個廣度量,如果升溫是在體積不變條件下進行,該熱容稱為等容熱容,如果升溫是在壓力不變條件下進行,該熱容稱為等壓熱容。單位質(zhì)量物體的熱容稱為比熱容。設(shè)物體的溫度由T1K升高至T2K時吸熱為Q,則Q/(T2-T1)稱為T1至T2溫度間隔內(nèi)的平均熱容(average heat capacity)。 由于物體在不同溫度時升高1K所需熱不同,因此在某一溫度T時物體的熱容C的嚴格定義是(見圖)lim代表T2趨近于T1的極限,δQ表示無限小量熱比區(qū)別于狀態(tài)函數(shù)的全微如dT。 2理論 物體在某一過程中,每升高(或降低)單位溫度時從外界吸收(或放出)的熱量。如傳遞的熱量為 ΔQ溫度改變ΔT時,物體在該過程中的熱容C被定義為其單位為 J/K。熱容同物質(zhì)的性質(zhì)、所處的狀態(tài)及傳遞熱量的過程有關(guān),并同物質(zhì)系統(tǒng)的質(zhì)量成正比?梢,必須指明系統(tǒng)所經(jīng)歷的過程,熱容才具有確定的值。熱容隨過程的不同而不同,它不是狀態(tài)函數(shù)。對于一般的流體系統(tǒng),如氣體、液體,在實際問題中經(jīng)常用到的是系統(tǒng)在等壓過程和等容過程的熱容,分別稱為定壓熱容CP0和定容熱容Cv。 對實際氣體和液體來說,定壓熱容不僅同溫度有關(guān),還同所處的壓強有關(guān),因而CP0隨溫度T、壓強p而變化。與此相似, Cv隨溫度T、體積V而變化。當p或V一定時,熱容將只隨溫度變化。以水為例,在標準大氣壓下,1克水溫度在 0~100°C之間其定壓熱容隨溫度的變化如下圖所示。應(yīng)用熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)態(tài)函數(shù),還可將CP0和Cv表示為如下的常用形式 式中H和U為系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)焓和內(nèi)能。CP0和Cv均可由實驗測出,因為實驗裝置中固定壓強較為容易,所以通常測量的是定壓熱容,而定容熱容是通過測量等壓膨脹系數(shù)α 及等溫壓縮系數(shù) k,利用關(guān)系 而得到(V 為物體的體積,T 為熱力學(xué)溫度)。對氣體來說,還可測量出CP0和Cv的比值γ,應(yīng)用γ=CP0/ Cv,計算得到Cv。 各種不同的系統(tǒng)在一定條件下,有其各自的熱容,列表如下: 表中每一種熱容均是兩個參量的函數(shù),當狀態(tài)變化的范圍較小時,熱容實際上可視為常數(shù)。當溫度趨于絕對零度時,各種物質(zhì)的熱容都趨近于零。 對于單元二相系,還可以引入二相平衡熱容的概念。以C娝表示相1的二相平衡熱容,其定義是在加熱過程中保持相1同相2平衡的條件下,使處于相1的物質(zhì)溫度升高1K所吸收的熱量。C姟表示相2的二相平衡熱容,即在加熱過程中保持相2同相1平衡,使處于相2的物質(zhì)溫度升高1K所吸收的熱量。計算表明,一定質(zhì)量水的二相平衡熱容同水的定壓熱容相差很少。 其他補充 |
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