12.3 比热容

物质有很多性质,比如,密度,硬度,导电性,电热性,磁性等性质,今天我们了解物质的另外一种新的性质。

比热容

质量相同的水和沙吸收相同的热量后,升高的温度是否相同?

我们可以按下图的装置进行实验

用相同的酒精灯加热相同的时间,意味着沙和水吸收的热量是相同的。

当我们分别用温度计测量它们的升高的温度时,我们发现,沙上升的温度比水更高更快。

这说明,不同的物质,即使质量和吸收的热量相同 ,上升的温度是不相同的。

 

夏日烈烈下,海滩上的沙石为什么会比海水更烫;可是到了太阳下山时,为什么海水比沙石更温暖呢?

 

我们先看第一个问题,

从物理上看,当阳光的强度和时间相同时,则海滩上的沙石和海水吸引的热量始终是相同的。

沙石比海水更烫,这就意味着,沙石和水吸收了相同的热量,沙石升温比水更高,升温比水更快。

从这个现象,你们认为沙石有一种什么样的性质?

我们说,沙石具有吸引相同的热量升高的温度更高的性质。这种性质体现了物质吸热后抗升温的能力

由于沙石相比水而言,升温更高更快,所以沙石的抗升温能力更差。相反,水的抗升温能力更强。

我们再来看第二个问题,到了太阳下山时,为什么海水比沙石更温暖呢?

由于太阳下山,沙石和水开始要向空气放出热量,由于沙石和水上方的空气的密度和导热性是一样的,所以,在相同时间内,它们放出的热量也是一样的。

此时海水比沙石温暖, 是因为海水的温度比沙石高。

这就意味着,沙石和水放出了相同的热量,在降温过程中,水的温度降低的更少更慢,而沙石降低的温度更多更快,这就是导致沙石温度低,海水温度相比要高一些。

从这个现象,我们认为沙石和水有一种什么样的性质呢?

此时,沙石和水体现的不是抗升温能力,而是物质的放热后抗降温能力

由于沙石降温更多更快,说明沙石放热后的抗降温能力差。相反,水降温少且慢,说明水放热后的抗降温能力强。

也就是说,一种物质若吸热时升温少且慢,那么放热时降温也会少且慢。

即,物质抗升温能力强,它的抗降温能力也强。

我们把这种抗升温或降温能力叫做比热容。

也就是说,水的抗升温或降温能力比沙石强,我们就说水的比热容比沙石大。

之所以不同的物质的抗升温或降温能力会不同(即比热容不相同),是因为不同物质的分子内的原子结构,分子间距,分子质量不同造成的。

比如CO2,H2O,分子虽然都是三个原子组成,但分子质量,分子内的原子排列结构是非常不同的。

 

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