透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

比熱容
4.18
J/(g·°C)
溫度變化 ΔT 10 °C
公式 c = Q /(m × ΔT)

什麼是比熱容?

比熱容(c)指的是讓單位質量的物質溫度上升一度所需要吸收的熱量。它是物質一項基本的熱學性質,也能說明為什麼有些材料一加熱就升溫,而像水這類物質卻不容易改變溫度。本計算器會利用實驗測得的熱量、質量與溫度變化,反推出比熱容 \(c\)。

熱能流入物質使其溫度升高
向質量 m 加入熱量 Q 使其溫度從 T1 升高到 T2。

如何使用本計算器

請輸入熱量 Q(單位:焦耳)、質量 m(單位:公克),以及初始溫度(T1)最終溫度(T2)(單位:攝氏度)。計算器會先求出溫度變化 \(\Delta T = T_2 - T_1\),再把 \(Q\) 除以質量與 \(\Delta T\) 的乘積,得到以焦耳每公克每攝氏度 \(\text{J/(g}\cdot\text{°C)}\) 為單位的比熱容。

公式解析

核心算式為

$$c = \frac{Q}{m \times \Delta T}$$

是由經典熱量公式 \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\) 移項而來。其中 \(Q\) 是吸收的熱量(焦耳),\(m\) 是質量,\(\Delta T\) 則是溫度變化。由於攝氏度的「一度變化量」與克耳文(Kelvin)的「一度變化量」相等,因此不論你用 °C 還是 K 來思考,算出來的結果都一樣。

範例試算

假設 4180 J 的熱量讓 100 g 的水從 20 °C 升到 30 °C。溫度變化為 \(\Delta T = 30 - 20 = 10\ \text{°C}\),則

$$c = \frac{4180}{100 \times 10} = \frac{4180}{1000} = 4.18\ \text{J/(g}\cdot\text{°C)}$$

——這正是大家熟知的液態水比熱值。

常見問題

這裡用的是什麼單位?Q 以焦耳計、質量以公克計、溫度以 °C 計,算出的 \(c\) 單位為 \(\text{J/(g}\cdot\text{°C)}\)。若要換算成 \(\text{J/(kg}\cdot\text{°C)}\),把結果乘以 1000 即可。

為什麼兩個溫度必須不同?如果 T1 等於 T2,\(\Delta T\) 就會是零,公式變成除以零而無法計算比熱容,因此務必使用兩個不同的溫度值。

可以用克耳文(Kelvin)嗎?可以。克耳文的溫度差與攝氏度的溫度差完全相同,所以算出的 \(c\) 不會有任何改變。

最後更新: