此條目介紹的是熱力學的物理量。关于法国的一个地区，请见「**比热 (地区)**」。

| 热力学 |
| --- |
| 经典的卡诺热机T（熱庫）、Q（熱量）、W（功）
H（高溫）、C（低溫） |
| 分支
* 经典
* 统计
* 化学
* 量子热力学

* 平衡（英语：） / 非平衡
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| 定律
* 第零
* 第一
* 第二
* 第三
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| 系统
* 封閉系統
* 孤立系統

| 状态 |
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| * 状态方程
* 理想氣體
* 實際氣體
* 相 / 物质状态
* 平衡
* 控制體積
* 仪器（英语：）
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| 过程 |
| * 等压
* 等体
* 等温
* 绝热
* 等熵
* 等焓
* 准静态
* 多方
* 自由膨脹
* 可逆
* 不可逆
* 内可逆
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| 循环 |
| * 热机
* 热泵
* 热效率
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| 系统性质

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| * 性质图
* 强度和广延性质
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| 状态函数（*斜体*共轭变量） |
| * 温度 / *熵*
* 熵的简介（英语：）
* 压强 / *体积*
* 化学势 / *粒子數*
* 蒸氣量
* 简化性质
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| 過程函數 |
| * 功（英语：）
* 热
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| 材料性质

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| 比热容  | c= | 

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| T | \partial S |
| N | \partial T |

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| 压缩性  | \beta =- | 

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| 1 | \partial V |
| V | \partial p |

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| 热膨胀  | \alpha = | 

|  |  |
| --- | --- |
| 1 | \partial V |
| V | \partial T |

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* 性质数据库
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| 方程（英语：）
* 卡诺定理
* 克劳修斯定理

* 基本关系
* 理想气体定律

* 麦克斯韦关系

* 昂萨格倒易关系

* 布里奇曼热力学方程

* 热力学方程表
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| 势
* 自由能
* 自由熵

* 内能U(S,V)

* 焓H(S,p)=U+pV

* 亥姆霍兹自由能A(T,V)=U-TS

* 吉布斯能G(T,p)=H-TS
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| 历史／文化

| 哲学 |
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| * 熵与时间
* 熵与生活
* 布朗棘轮
* 麦克斯韦妖
* 热寂佯谬
* 洛施密特佯谬
* 协同学
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历史 |
| * 总史
* 热
* 熵
* 气体定律
* 永动机
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理论 |
| * 热质说
* 活力
* 热动说
* 热功当量
* 动力
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| 关键著作 |
| * 《论摩擦激起的热源》
* 《关于多相物质平衡》
* 《论火的动力（英语：）》
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年表 |
| * 热力学
* 热机
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| 科学家
* 昂萨格
* 伯努利
* 迪昂
* 亥姆霍兹
* 吉布斯
* 焦耳
* 卡拉西奥多里
* 卡诺
* 克拉佩龙
* 克劳修斯
* 兰金
* 冯·迈尔
* 麦克斯韦
* 斯米顿
* 斯塔尔
* 开尔文男爵汤姆森
* 伦福德伯爵汤普森
* 沃特斯顿
 |
| * 
* 论
* 编
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**比熱容**（英語：，符號**c**），簡稱**比熱**，亦稱**比熱容量**，是熱力學中常用的一个物理量，表示物体吸热或散热能力。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[J/( kg · K )]，即令1公斤的物質的溫度上升1开尔文所需的能量。根據此定理，最基本便可得出以下公式：

{\displaystyle c={\frac {Q}{m\Delta T}}\,\!}
其中Q是能量，单位是焦耳（J）。m是质量，单位是千克（kg）。 ΔT是温度变化，单位是开尔文（K）。 當比熱容越大，該物質便需要更多熱能来加熱。以水和油為例，水和油的比熱容分別约为4200 J/(kg·K)和2000 J/(kg·K)，即把水加熱所需熱能是油所需热能的約2.1倍。若以相同的熱能分別把水和油加熱的話，油的温升將比水的温升大。
比熱容的符號是**c**，必須為小写，而大写**C**則為熱容的符號。以水為例，一千克（kg）重的水需要4200焦耳（J），温度能升高一开尔文（K）。根據比熱容，便可得出水的比热容：

c=4200J\,kg^{{-1}}\,K^{{-1}}\,\!
在國際單位制中，比热容的单位为"焦耳每千克开尔文"。也可读作焦每千克开、焦耳每千克凯尔文、焦耳每公斤克耳文等。写作J/( kg · K )。焦耳每千克摄氏度[J/( kg · ℃ )]与焦耳每千克开尔文在数值上等同。

歷史
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提出**比熱容**的科學家約瑟夫·布拉克。
最初在18世紀，蘇格蘭的物理學家兼化學家約瑟夫·布拉克發現質量相同的不同物質，上升到相同溫度所需的熱量不同，而提出了比熱容的概念。

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，曾以水的比热来定义热量。在标准大气压下，将1克水升高1摄氏度所需的热量定义为1卡路里。

定義及公式
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比熱容是指某物質加熱所需的熱能，此定理最基本便可得出：

s={\frac {H}{m\Delta T}}\,\!
* 此公式上，s是比熱容；H是所需的熱能；m是質量；\Delta T是溫差。

  

加上單位後，比熱容便指某物質重一公斤（kg），加熱一攝氏度（℃）或熱力學溫標（K）所需的焦耳（J），也就是比熱容的單位：

J\,kg^{{-1}}\,^{\circ }C^{{-1}}\,\!
物質的比熱與所進行的過程有關。在工程應用上常用的包括：定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀態比熱容三種。

1.定壓比熱容Cp：是單位質量的物質在壓力不變的條件下，溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。

2.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，溫度升高或下降1℃或1K吸收或放出的內能。

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

比熱容計算
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設有一質量為m的物體，在某一過程中吸收（或放出）熱量ΔH時，溫度升高（或降低）ΔT，則ΔH/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量（簡稱熱容），用C表示，即{\displaystyle C={\frac {\Delta H}{\Delta T}}}。用熱容除以質量，即得比熱容{\displaystyle c={\frac {C}{m}}={\frac {\Delta H}{m\Delta T}}}。對於微小過程的熱容和比熱容，分別有{\displaystyle C={\frac {dH}{dT}}}，C=1/m\*dH/dT。因此，在物體溫度由T1變化到T2的有限過程中，吸收（或放出）的熱量H=∫（T2,T1）CdT=m∫（T2,T1）cdT。一般情況下，熱容與比熱容均為溫度的函數，但在溫度變化範圍不太大時，可以近似值視為一常數。於是產生一公式{\displaystyle H=C(T2-T1)=mc(T2-T1)}。如令溫度改變量{\displaystyle \Delta T=T2-T1}，則有{\displaystyle H=cm\Delta T}。這是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：Energy=Mass×Specific Heat Capacity×Temperature change
可簡寫為：Energy=SHC×Mass×Temp Ch，{\displaystyle H=cm\Delta T}。與比熱相關的熱量計算公式：{\displaystyle H=cm\Delta T}即H吸（放）=cm（T初-T末）其中c為比熱，m為質量，H為能量熱量。吸熱時為{\displaystyle H=cm\Delta T}升（用實際升高溫度減物體初溫），放熱時為{\displaystyle H=cm\Delta T}降（用實際初溫減降後溫度）。或者H=cmΔT=cm（T末-T初），H>0時為吸熱，H<0時為放熱。
（涉及到物態變化時的熱量計算不能直接用H=cmΔT，因為不同物質的比熱容一般不相同，發生物態變化後，物質的比熱容就會有所變化。）

最基本的比熱容計算，可以一次實驗得出。以下為一例子。首先，將兩公斤的水倒入一個杯中，然後計算其溫度，假設溫度為20攝氏度。然後，把水加熱，並計算用掉的能量（例如使用電度錶）。然後，停止加熱，並計算其溫度及使用了的能量。假設溫度為60攝氏度及能量使用了312千焦耳。然後，運用公式s={\frac {H}{m\Delta T}}\,\!計算出其比熱容：

s={\frac {312000}{2\times (60-20)}}\,\!
=3900J\,kg^{{-1}}\,^{\circ }C^{{-1}}\,\!
可能最後得出的數字比實際數字有所不同，主要因素是受到外圍溫度影響。

因素
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物質的比熱容和熱容都會在不同因素下有不同的影響，例如溫差、物質狀態等，主要都是分子壓力的差別。

### 分子

分子運動論。
在不同的溫度下，物質的比熱容都會有所不同，主要是因為分子的壓力有所不同。根據分子運動論，當溫度增加，分子震動得較快；當溫度減少，分子則震動得較慢。此原理亦可指，在不同的壓力和相態下，物質的比熱容亦有不同。

以溫差為例，假如在夏天較熱的天氣下煮水，會比冬天較冷的天氣下更快沸騰，因為溫度較高。

以壓強為例，在地球水平線上，大氣壓強為101.325千帕斯卡，假如在這裡煮水，水將於100攝氏度沸騰。但在海拔約8.8公里的珠穆朗瑪峰上，大氣壓強只有月3.2千帕斯卡，假如在這裡煮水，水將於69攝氏度沸騰。

以相態為例，液態水的比熱容是4200J/( kg · K )，而冰（水的固態）的比熱容則是2060J/( kg · K )。

基本物質比熱列表
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以下列表是各物質的比熱容。

| 物質 | 化學符號 | 模型 | 相態 | 比熱容量（基本）J/（kg·K） | 比熱容量（20℃）J/（kg·K） |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 氫 | H2 | 2 | 氣 | 14000 | 14300 |
| 氦 | He | 1 | 氣 | 5190 | 5193.2 |
| 氨 | NH3 | 4 | 氣 | 2055 | 2050 |
| 氖 | Ne | 1 | 氣 | 1030 | 1030.1 |
| 鋰 | Li | 1 | 固 | 3580 | 3582 |
| 乙醇 | CH3CH2OH | 9 | 液 | 2460 | 2440 |
| 汽油 | 混 | 混 | 液 | 2200 | 2220 |
| 石蠟 | CnH2n+2 | 62至122 | 固 | 2200 | 2500 |
| 甲烷 | CH4 | 5 | 氣 | 2160 | 2156 |
| 軟木塞 | 混 | 混 | 固 | 2000 | 2000 |
| 乙烷 | C2H6 | 8 | 氣 | 1730 | 1729 |
| 尼龍 | 混 | 混 | 固 | 1700 | 1720 |
| 乙炔 | C2H2 | 4 | 氣 | 1500 | 1511 |
| 聚苯乙烯 | CH2 | 3 | 固 | 1300 | 1300 |
| 硫化氫 | H2S | 3 | 氣 | 1100 | 1105 |
| 氮 | N2 | 2 | 氣 | 1040 | 1042 |
| 空氣（室溫） | 混 | 混 | 氣 | 1030 | 1012 |
| 空氣（海平面、乾燥、0℃） | 混 | 混 | 氣 | 1005 | 1035 |
| 氧 | O2 | 2 | 氣 | 920 | 918 |
| 二氧化碳 | CO2 | 3 | 氣 | 840 | 839 |
| 一氧化碳 | CO | 2 | 氣 | 1040 | 1042 |
| 鋁 | Al | 1 | 固 | 900 | 897 |
| 石綿 | 混 | 混 | 固 | 840 | 847 |
| 陶瓷 | 混 | 混 | 固 | 840 | 837 |
| 氟 | F2 | 2 | 氣 | 820 | 823.9 |
| 石墨 | C | 1 | 固 | 720 | 710 |
| 四氟甲烷 | CF4 | 5 | 氣 | 660 | 659.1 |
| 二氧化硫 | SO2 | 3 | 氣 | 600 | 620 |
| 玻璃 | 混 | 混 | 固 | 600 | 840 |
| 氯 | Cl2 | 2 | 氣 | 520 | 520 |
| 鑽石 | C | 1 | 固 | 502 | 509.1 |
| 鋼 | 混 | 混 | 固 | 450 | 450 |
| 鐵 | Fe | 1 | 固 | 450 | 444 |
| 黃銅 | Cu,Zn | 混 | 固 | 380 | 377 |
| 銅 | Cu | 1 | 固 | 385 | 386 |
| 銀 | Ag | 1 | 固 | 235 | 233 |
| 汞 | Hg | 1 | 液 | 139 | 140 |
| 鉑 | Pt | 1 | 固 | 135 | 135 |
| 金 | Au | 1 | 固 | 129 | 126 |
| 鉛 | Pb | 1 | 固 | 125 | 128 |
| 水蒸氣（水） | H2O | 3 | 氣 | 1850 | 1850 |
| 水 | H2O | 3 | 液 | 4200 | 4186 |
| 冰（水） | H2O | 3 | 固 | 2060 | 2050（-10℃） |
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用途
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### 冷卻劑

#### 水

条目：水
人類發現水（液態）的**比熱容**約4200，比其它液體較高。因此，便指出水是一個較好的冷卻劑。例如，用於汽車作散熱功能。另外，由於沿海地区的比熱容比陸地大，因此，岸的溫差一向比內陸地區的低。同时水也是比较好的保温剂，所以大部分的保暖袋都用水的。

#### 比熱的應用與影響

水的比熱較大，在氣候的變化上有明顯的影響。同樣受到熱或冷卻的情況下，水的比熱因為比較大所以溫度變化較小，水對於氣候的影響很大，白天沿海地區比內陸地區升溫較慢，在夜間沿海溫度降低和變化量少，所以一天當中，沿海地區溫度變化小，內陸溫度變化大，一年之中夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷。而因為水比熱較大的現象，使得水庫往往成為一個巨大的天然空調，對於熱帶的地區或城市有些微調整氣溫的功用。

1. 農業及生產上的應用：水稻是一種喜溫的農作物，在每年三四月份育苗的時候，在比較寒冷地區農民為了防止結霜之類的現象，農民普遍採用"淺水勤灌"的方法，就是傍晚在秧田裡灌一些水過夜，第二天太陽升起的時候，再把秧田中的水放掉。根據水的比熱較大的特性，在夜晚降溫時，使秧苗的溫度變化不大，對秧苗起了保溫及保護的作用。
2. 建築居住上的應用：在炎熱的夏天古人將水從房屋的頂部倒下，使水往下流，起了防暑降溫作用。
3. 水冷系統的應用：人們在很久以前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，再利用風扇將散發到空氣中的熱量帶走。但水的比熱遠遠大於空氣，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溫度不會明顯上升，散熱性能優於上述直接利用空氣和風扇的系統。例如汽車及工廠的一些引擎與馬達等等，都利用水來做為冷卻系統的冷卻液。

### 計算

#### 熱能

根據比熱容的公式：

s={\frac {H}{m\Delta T}}\,\!
經轉換後，便能得出：

H=ms\Delta T\,\!
即透過比熱容，便可計算某質量的熱能使用。例如一次實驗中，四千克重的水的溫度原先是25攝氏度，經過加熱後，溫度為45攝氏度。假如要求计算使用了多少能量的話，首先要知道水的比熱容，若水的比熱容是4200的話，透過以上公式計算，便可得出：

H=4\times 4200\times (45-25)\,\!
=336000J\,\!
即是使用了336000焦耳熱能。

熱容
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条目：熱容
热容和比热容是两个完全不同的概念。比熱容只指一公斤的物質增加一攝氏度所需的熱能。即是指假如在實驗上，物質的質量有多少都不會改變它的比熱容。但熱容則指的是某物质增加一摄氏度所需要的热量，这就要把物質的質量考虑进去，比如一杯水的熱容，就比兩杯水的少。因此，熱容和比熱容是相關的。熱容的符號是**H**(或用**C**)，比熱容的符號則是**h**(或**c**)，熱容和比熱容的關係可以以以下公式：

H=mh\,\!
{\displaystyle C=mc\,\!}
* m是指物質的質量。

內部連結
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* 熱容
* 質量
* 物質
* 溫度
* 熱能
* 相態
* 攝氏度

參考
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* TAO Ping Kee, LEE Hong Moon.. Oxford University Press. 1993. ISBN 0-19-545777-3.
* （页面存档备份，存于） 水和沙的比熱容
* （页面存档备份，存于） 比熱公式
* 比熱容單位
* （页面存档备份，存于） 比熱容物質列表