質問: ある物質1gの温度を1°C上昇させるために必要な熱量のことを何容量というでしょう?
回答: 比熱容量

タイトル: 比熱容量
比熱容量の計量単位は次のようになっている。なお、「ジュール毎キログラム毎ケルビン」と「ジュール毎キログラム毎度」の計量法での定義は次のようになっており、同一である。1グラム当たりの比熱容量(J/(g・K) または J g K )は、計量法に規定されていない非法定計量単位であり、取引・証明に用いることはできない。水の比熱容量(18°C)は、4184 J/(kg・K)である。カロリーを用いると、1 cal/(g・K)であるが、カロリー(cal)は、SI単位ではなく、計量法上も栄養学などの特殊な分野における熱量の計量のみに用いることができる単位であるので、比熱容量の計量単位として取引・証明に用いることは1999年10月以降は禁止されている。

タイトル: 比熱容量
特に1モル当たりの定積比熱を定積モル比熱あるいは定積モル熱容量と呼ぶ。一般的記号は、 cV で、単位量あたりの内部エネルギーの変化量の傾きを表す。

タイトル: 熱
また、単位質量、単位物質量、または単位体積あたりの熱容量を比熱容量と呼ぶ。ピストン内の気体のような単純な圧縮可能な系では、エンタルピーと内部エネルギーの変化はそれぞれ定圧熱容量と定積熱容量とに関連付けることができる。体積を一定に保つ(定積)条件の下では、初期温度 T0 から最終的な温度 Tf に変化させるのに要する熱 Q {\displaystyle Q} は次の式で表される。一方、圧力を一定に保つ(定圧)条件の下では、熱は次の式で表される。定圧過程において系の体積変化を無視できる場合、外界へ仕事がなされず、内部エネルギーとエンタルピーの変化は一致する。このとき、 C p {\displaystyle C_{p}} と C v {\displaystyle C_{v}} は等しくなる。比熱容量とは、単位質量当たりの熱容量である。

タイトル: エクセルギー
エクセルギー (英: exergy) とは、『系が外界とのみ熱・仕事を交換しながら、外界と平衡するまで状態変化するとき、系から理論上取り出せる最大の仕事量』のことである。availability、available energy、有効エネルギー などとよばれることもある。熱力学第二法則によると、熱を仕事に変換するには常にカルノー効率による制約が伴うので、熱に関連したエネルギーを扱うときには、そのうちの有効に仕事に変換できる部分とできない部分とを区別して扱うことが必要である。前者がエクセルギーとよばれる。熱力学第一法則(エネルギー保存則)は常に成り立つので、外界を含めた拡大系では、エネルギーの量は一定不変である。「省エネルギー」、「エネルギーを節約する」と言うときの「エネルギー」は、「エネルギーの価値」、「エネルギーの質」の意味であり、これがエクセルギーに対応していると考えられる。

タイトル: 温度
動力学理論では、ケルビン温度は、温度(熱)平衡状態における、1 自由度当たりの運動エネルギーの平均値に関連づけられる。エネルギー等配分の法則(equipartition theorem)によると、系の個々の自由度あたりの運動エネルギーは kBT/2 となる。ここで、 T は絶対温度、 kB はボルツマン定数である。3次元空間で、粒子の並進自由度は 3 なので、単原子気体粒子1個は、3kBT/2 なるエネルギーを持つ。例えば気体状態の酸素分子 (O2) は、並進に加えて回転(2自由度)と振動(1自由度)を持つ。それぞれの1自由度あたりの運動エネルギーは、 kBT/2 であるが、振動のモードは、常温を含む低い温度領域では量子力学的に凍結されるので、分子一個当たりの全エネルギーは 5kBT/2 となる。

タイトル: 溶存酸素量
飽和溶存酸素量は、気圧、水温、溶存塩類濃度などによって変化する。一般に、気圧が高いほど、水温が低いほど、飽和溶存酸素量は多い。以下は蒸留水、1 atm 下における各温度の飽和溶存酸素量である。横軸は温度の小数点以下の部分、縦軸は温度の整数部分である。例えば5.5°Cの場合は、縦軸:5、横軸:0.5を参照し12.22を得る。

タイトル: 木材
密度が小さい(空気が多い)と熱伝導率は低くなり、含水率が1%増えるにつれ熱伝導率は約1.3%増える。比熱は木材の種類に関わらず、含水率の影響を受ける。比熱 C {\displaystyle \mathrm {C} } は、で表される。気乾状態の木材の比熱は20°Cで0.38kcal/kg・°Cとなり、これは常温のガラスやコンクリートよりも大きい。しかし物体の温まりやすさは比熱に質量を掛けた熱容量で決まるため、密度が小さい木材の熱容量は小さくなる。熱膨張率は木材の方向によって異なり、年輪の接線方向で大きく、半径方向は若干小さくなり、繊維方向は接線方向の1/10程度になる。しかし、木材中で比較的数値が大きいダグラスファーの線膨張係数接線方向値でも、マイナス50°C-プラス50°Cの温度幅でさえ0.

タイトル: エクセルギー
熱は物体から他の物体へ移動するエネルギーのひとつの形態であり、物体の温度に密接に関連したエネルギーである。温度 T の物体からとりだした Q の熱から得られる仕事の最大値は、外界(温度 T0)との間でカルノーサイクルを動かしたとして、次式となる。W = ( 1 − T 0 T ) Q ( 1 ) {\displaystyle W=\left(1-{\frac {T_{0}}{T}}\right)Q\qquad \qquad \qquad \qquad (1)}外界よりも温度の低い物体は「冷熱」を持っているということもある。この場合、外界を高温熱源、物体を低温熱源とするカルノーサイクルを用いれば、最大W = ( 1 − T T 0 ) Q 0 {\displaystyle W=\left(1-{\frac {T}{T_{0}}}\right)Q_{0}}の仕事が得られる。

タイトル: ワット
冷凍機などの冷凍能力も、「単位時間あたりに取り去れる熱量」であるので、ジュール毎秒、すなわちワットの単位で表せる。この冷凍能力は、冷凍機自体のエネルギー消費率とは必ずしも一致せず、同じ単位である両者の比を取って成績係数 (COP) という形で、省エネルギーの指標として用いられる。

タイトル: エクセルギー
放熱 1116 kJ/s の放熱温度をいくらに選ぶかによって、放熱のエクセルギーと LW との内訳が変わるが、いずれにしてもこの両者がエクセルギーの損失であることに変わりない。エクセルギー収支を上の表のエクセルギー欄に示す。燃焼に伴い 29.1 % という大きなエクセルギー損失が生じている。燃焼のように熱以外のエネルギーが熱エネルギーに変わる際には、このような大きな損失が生じるが、このことは、エンタルピー収支では見ることはできない。右図に示すように、燃焼ガスを用いて蒸気を発生する熱交換プロセスを取り上げる。流入するエンタルピーは、燃焼ガスのエンタルピー 12.2 × 1.30 × (2560 - 20) = 40284 kJ/s と水のエンタルピー 11.5 × (637.5 - 83.9) = 6366 kJ/s の 計 46651 kJ/s である。

タイトル: 二重効用吸収冷凍サイクル
4 - 再生器から低温吸収液熱交換器へ圧力差で濃吸収液を送り QH 熱交換する。吸収液濃度 ξ2 →88 - 吸収器で吸収液を QA 冷却する。 →64' - 凝縮器で QC 冷却し冷媒を液化する。 →33,3H - 凝縮器から蒸発器へ圧力差で液化した冷媒を移送する。 →1熱交換器などの損失がない場合を考えると。

タイトル: 物質量
例えば、三千兆(= 3×10)個の分子からなる物質の量は、物質量で表すと約 4.98 nmol(= 約 4.98×10 mol) になる。この関係は分子・原子の種類や温度にはよらない。三千兆個の水分子からなる水の物質量は約 4.98 nmolであり、三千兆個の炭素原子からなるダイヤモンドの物質量も約 4.98 nmolである。また、三千兆個の水分子を含む水蒸気の物質量は、三千兆個の水分子から構成される氷の物質量と等しく、約 4.98 nmolである。粒子の個数そのものは不連続な離散量であるが、それが莫大な個数なので、物質量は体積や質量と同様に連続量として扱える。つまり、物質量を微分したり物質量で微分したりすることができる。例えば反応速度論において、物質 X の生成速度は物質量の時間微分 dn(X)/dt や物質量濃度の時間微分 d[X]/dt で与えられる。

タイトル: 標準状態
例えば標準中和エンタルピー ΔnH°(25 °C) = −55.8 kJ/mol は、強酸と強塩基の中和エンタルピーを濃度を変えていくつか測定し、測定結果を濃度ゼロの極限に外挿することにより得られた値である。溶質成分 B の部分モル体積 VB や部分モル熱容量 Cp, B のような部分モル量(英語版)もまた、無限希釈の極限で VB° や Cp, B° に収束する。それに対して、部分モルギブズエネルギーすなわち化学ポテンシャルは無限希釈の極限で負の無限大に発散する。そのため、温度 T の溶質成分 B の標準化学ポテンシャル μB°(T) は、SSPの下にある質量モル濃度 1 mol/kg の仮想的な理想希薄溶液における化学ポテンシャルとして次式で定義する。μ B ∘ ( T ) = lim all m i → 0 [ μ B ( T , p ∘ , m 1 , m 2 , . . .

タイトル: 量
量は以下に示すように、領域ごとに、様々の観点から分類することができる。JIS-Z8103における物理量の定義は「物理学における一定の理論体系の下で次元が確定し、定められた単位の倍数として表すことができる量」である。また『丸善-単位の辞典』での定義・説明では、物理量とは「物理現象や物質の、一つの測定できる属性」である。また「物理量とは物理的実体について客観的に測定可能であり測定器等による測定方法が定められた量である」ともされる。物理量を表す単位を物理単位という。この定義では測定器等としてどのような範囲のものを想定するかによる任意性がある。

タイトル: FK理論
一定の温度が維持されている空間 T o {\displaystyle T_{o}} を仮定した場合, 均質な反応混合物を含有する。 容器の特徴的な大きさを a {\displaystyle a} とする。 混合物は均質であるので、密度 ρ {\displaystyle \rho } は一定である。 発火初期の間、反応物の濃度は無視できる(下記の fuel + oxidizer → products + q {\displaystyle {\text{fuel}}+{\text{oxidizer}}\rightarrow {\text{products}}+q} を参照)、したがって爆発はアレニウスの式のみによって支配される。無次元活性化エネルギー β {\displaystyle \beta } と放熱パラメータ γ {\displaystyle \gamma } は次のように示される。

タイトル: 英熱量
英熱量の単位記号は、日本の計量法(計量単位規則)においては、Btuである。米国のNISTにおいても、ISO 80000-5 においても、公式の記号は「Btu」であり(ISO 80000-5#附属書 A フート、ポンド及び秒を基本とする単位並びにその他の関連単位)、「BTU」ではない。

タイトル: キルヒホッフの法則 (反応熱)
以下の2つの導出例は、どちらも (∂H/∂T)P = CP(エンタルピーの温度係数は定圧熱容量に等しい)という関係式を用いている。温度 T1、圧力 P における反応物のエンタルピーを H(reactants;T1, P) とし、温度 T2、圧力 P における生成物のエンタルピーを H(products;T2, P) とする。エンタルピーは状態量なので、この反応物と生成物とのエンタルピー差 ΔH は一意に定まり、途中の経路には依存しない。それゆえ、温度 T1 の定温定圧条件下で反応させた後に、生成物を定圧条件下で温度 T1 から T2 まで加熱したときのエンタルピー変化は、反応物を定圧条件下で温度 T1 から T2 まで加熱した後に、温度 T2 の定温定圧条件下で反応させたときのエンタルピー変化

タイトル: 電気抵抗率の比較
電気抵抗率は、物質による大きさの範囲が極めて大きい物質定数の一つであり、温度や不純物の量など様々な条件により変化する(不純物に強く依存するものについては備考欄に示した)。特記のない場合は室温(20°C、293.15K)での値を示す。以下に示す値は概算であり、累乗の値はほぼ正確であるが、(桁数が多く書かれているものも含めて)係数はあまり正確ではない。単体については、それぞれの元素の項目に記載されている導電率の逆数を計算し、4桁目で四捨五入している。このほか、『物理学辞典』(培風館)に記載されている値を参考にした。

タイトル: 熱化学
熱化学(ねつかがく、英語:thermochemistry)または化学熱力学(かがくねつりきがく)は物理化学の一分野で、化学反応におけるエネルギー変化を主に熱の観点から追究する学問である。化学反応はエネルギーの放出や吸収を伴い、融解や沸騰といった相転移も同様のことがおこる。熱化学はこれらのエネルギー変化、特に系と外界とのエネルギーのやり取りに焦点を当てる。熱化学は与えられた一連の反応を通した反応物と生成物の量を予測するのに有用である。エントロピー決定と組み合わせることで、反応が自発的であるか非自発的であるか、すなわち有利か不利かを予想することもできる。吸熱反応は熱を吸収し、発熱反応は熱を放出する。熱化学は熱力学の概念と化学結合の結合エネルギーの概念を組み合わせたものである。

タイトル: 熱量計
熱収支熱量計(heat balance calorimeter)では、冷却(加熱)用ジャケットによってプロセス温度を一定に保ちつつ、熱伝導流体がジャケットを通る前後の温度差から熱流を測定する。入力補償方式では、一定温度環境に置かれた反応容器の中にヒーターを設置し、ヒーターからの熱によって容器温度を一定に保つ。必要なヒーター出力は反応熱の生成によって変わるので、この出力が単純に熱量信号となる。定熱流束方式(constant flux、COFLUX)熱量計は熱収支方式から派生したもので、容器壁を通した熱流(熱流束)を一定に保つために特殊な制御機構を用いる。

タイトル: 等温過程
Δ G = ∫ P A P B V ( T ex , P ) d P = ∫ P A P B n R T ex P d P = n R T ex ln  P B P A {\displaystyle \Delta G=\int _{P_{\text{A}}}^{P_{\text{B}}}V(T_{\text{ex}},P)dP=\int _{P_{\text{A}}}^{P_{\text{B}}}{\frac {nRT_{\text{ex}}}{P}}dP=nRT_{\text{ex}}\ln {\frac {P_{\text{B}}}{P_{\text{A}}}}}エンタルピーの変化 ΔH は

タイトル: 規定度
溶液 1 L 中に溶質1グラム当量を含む場合の濃度は1規定である。あるいは、略号を用いて 1 N と書き表す。俗にnormal をドイツ語読みしてノルマルと呼ぶ場合があるが、n-ヘキサン(ノルマルヘキサン)などと混同するおそれもあることから推奨されない。当量濃度であるから必ずしもモル濃度とは一致しない。規定は3領域において溶液中の反応種の測定に用いられる。容量分析において規定を利用する場合は、試薬調製時に重量から算出した規定度をそのまま利用するのではなく、利用直前に逆滴定等を複数回実施して真の規定度を決定してから利用する必要がある。試薬調製時に決定した規定度と利用直前の真の規定度差異(数値比)はファクターと呼ばれ、容量分析の当量計算に補正値として導入する。また市販の定量分析試薬には規定度と併せてファクターも示されているのが通常である。

タイトル: ジュール毎モル
ジュール毎モル (ジュールまいモル、J·mol) は、物質量あたりのエネルギーを表わすSI組立単位である。エネルギーはジュールで測り、物質量はモルで測る。例えば、ギブズ自由エネルギー(英語版)などはジュール毎モル単位で測られる。1 mol は 6.02214×10 だけの粒子(原子、分子、イオンなど)を表わすので、 1 ジュール毎モルは 1 ジュールを 6.02214×10 個の粒子に分配したエネルギー、すなわち1粒子ごとに 1.66054×10 ジュールのエネルギーに等しい。これは極めて小さい量であり、電子ボルト (eV) などの単位で表わされることも多い(後述)。J·mol を用いて記述される物理量としては、相転移や化学反応に伴うエネルギーの移動量が挙げられる。モル数で割ることにより、物質の量が異なる過程や、類似の物質の関わる過程を比較することができる。

タイトル: 熱効率
熱効率は熱力学第一法則により1(100%)を越えることはなく、熱力学第二法則により1になることも決してない。ニコラ・カルノーは思考実験で最も熱効率の良い仮想熱機関としてカルノーサイクルを提案した。カルノーサイクルの理論熱効率 ηth は、吸熱源の温度を T1、排熱源の温度を T2 としたときη th = 1 − T 2 T 1 {\displaystyle \eta _{\text{th}}=1-{\frac {T_{2}}{T_{1}}}}で与えられる。吸熱源の温度が高く、排熱源の温度が低いほど熱効率は大きいが、熱力学温度が必ず正であるため理論熱効率は必ず1より小さく、実際の熱効率はさらに小さくなる。また、吸熱源の温度が排熱源の温度より低い場合は熱効率が負になるため仕事を取り出すことはできない。

タイトル: 放射強制力
それぞれの因子が持つ放射強制力は、気温や湿度などのさまざまな条件によって変わってしまう(正の放射強制力によって気温が上がることも、気温が上がることによって正の放射強制力がもたらされることもあるということ)ため、単純に「気温を1度上昇させるには、○○の放射強制力○○W/m分が必要」などと表現することはできない。