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比熱容的概念及意義是什麼

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比熱容用符號c表示,又稱比熱容量,簡稱比熱,下面是本站小編給大家整理的比熱容的概念及意義簡介,希望能幫到大家!

比熱容的概念及意義是什麼

  比熱容的概念及意義

⑴定義:單位質量的某種物質温度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。

⑵物理意義:表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。

  比熱容的單位

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·K),讀作“焦[耳]每千克開[爾文]”。國際單位或為J/(kg·℃),讀作“焦[耳]每千克攝氏度([]內的字可以省略。)

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。

  比熱容的應用

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。

調節氣候

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温升慢,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。

1.對氣温的影響

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℃。

2.熱島效應的緩解

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的比過去低,使温度保持相對穩定,從而水庫成為一個巨大的“天然空調”。

冷卻或取暖

1.水冷系統的應用

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,第二天太陽升起的時候,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。

3.熱水取暖

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。

4.其他

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;夏威夷是太平洋深處的一個島,那裏氣候宜人,是旅遊度假的聖地,除了景色誘人之外,還有一個主要原因就是冬暖夏涼。

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