什麼是熱容量?
熱容量(C)代表一個物體溫度每升高 1 度所需吸收的熱量。它屬於外延性質(extensive property),不僅與材料種類有關,也取決於物質的多寡。其國際單位制(SI)標準單位為焦耳每克耳文(J/K)。本計算器具通用性,適用於任何物理系統,不受國家或地區規範限制。
如何使用本計算器
請輸入供給物體的總熱量(Q),單位為焦耳;以及隨之產生的溫度變化(ΔT),單位為克耳文(或攝氏度,因為兩者的「溫差」在數值上完全相同)。計算器會將 Q 除以 ΔT,得出熱容量。請務必確認熱量與溫度變化來自同一個過程。
公式說明
定義方程式為 $$C = \frac{\text{Heat Energy }Q\text{ (J)}}{\Delta T\text{ (K)}}$$ 其中 Q 為傳遞的熱量,\(\Delta T = \) 末溫 − 初溫(\(T_{final} - T_{initial}\))。熱容量越大,表示該物體越能抵抗溫度變化——也就是吸收大量能量卻只造成微幅升溫。若想進一步求出比熱容(specific heat capacity),只要將 C 除以質量即可:\(c = C / m\)。
範例演算
假設有 5,000 J 的熱量使某物體溫度上升了 10 K,則 $$C = \frac{5000}{10} = 500 \text{ J/K}$$ 若該物體質量為 2 kg,其比熱容便是 \(500 / 2 = 250\) J/(kg·K)。
常見問題 FAQ
應該使用什麼單位?Q 請用焦耳,ΔT 請用克耳文(或攝氏溫差),即可得到單位為 J/K 的熱容量。務必保持單位一致。
熱容量與比熱有什麼差別?熱容量(C)針對的是整個物體;比熱容(c)則是以單位質量計算。將 C 除以質量即可得到 c。
ΔT 可以是負值嗎?若物體被冷卻,Q 與 ΔT 都會是負值,因此 C 仍為正值。當溫度變化為零時數值無定義,本計算器已對此情況加以防範。