比熱とモル比熱: 違いと比較

高感度温度計は、比熱の小さい材料で作られていることが最も一般的です。 蓄熱材は比熱の高い材料でできています。

陸風や海風などの自然現象も、熱交換過程の結果です。 比熱とモル比熱の用途は数多くあります。 しかし、それらの間には大きな違いがあります。

主要な取り組み

1. 比熱は、物質の単位質量の温度を摂氏 XNUMX 度上げるのに必要な量です。
2. モル比熱は、物質 XNUMX モルの温度を摂氏 XNUMX 度上げるのに必要な量です。
3. 比熱およびモル比熱は、ジュール/グラム摂氏度またはジュール/モル摂氏度の単位で測定されます。

比熱とモル比熱

比熱 物質の質量の XNUMX 単位の温度を摂氏 XNUMX 度/ケルビン上げるのに必要な熱エネルギーの量として定義されます。 モル -比熱 XNUMX モルの物質の温度を摂氏 XNUMX 度/ケルビン上げるのに必要な熱エネルギーの量です。

比熱 は、その質量とは独立した単位質量の物質の熱容量であるため、集中的な特性と見なされます。

一般に金属や砂は比熱が小さいため、すぐに熱くなります。 一方、水は比熱が非常に大きいため、わずかな温度上昇でもかなりの時間を要します。

モル比熱は、物質の質量に依存する 1 モルの物質の熱容量であるため、広範な特性と見なされます。 モル比熱は、さらに XNUMX つのタイプに分けられます。

気体の場合、2 モル比熱があります。 cmで表され、メートル法はJ·kgです。^-1•モル^-1.

比較表

比較のパラメータ	比熱	モル比熱
定義	比熱: 単位質量の物質がその温度を 1°C (または 1K) 上昇させるのに必要な熱エネルギーの量です。	これは、1 モルの物質がその温度を 1°C (または 1K) 上昇させるために優先する熱エネルギーの割合です。
式	比熱の式は、Q = MCT です。	モル比熱の式は次のとおりです。 cM = q/nΔT
SI単位	J・kg-1・K-1.	SI 単位では、モル比熱は J•K で表されます。-1•モル-1.
によって示される	それはcで表されます。	それはcで表されますm.
依存する要因	物質の特定の熱は、次の XNUMX つの要因に依存します。温度変化系内の物質の性質系内の物質の相。	物質のモル比熱は、次の XNUMX つの要因に依存します。物質の温度、物質の性質、熱の適用条件。

比熱とは

冷蔵庫からスイカを取り出すと、外部環境にさらされた後でも、スイカの温度がしばらく変わらないことがわかります。

これは、内層と外層の比熱が異なるためです。 比熱は、単位質量の物質がその温度を 1°C (1K) 上昇させるのに必要な熱エネルギーの量として定義できます。

したがって、比熱の高い物体は、わずかな温度上昇のために他の物質よりも比較的多くの熱を必要とします。

逆に言えば、比熱の高い物体や物質は、心が折れるまでに時間がかかるとも言えます。 これは、物質または物体がわずかな温度低下に対してより多くの熱を失う必要があるためです。 

スイカには水が含まれているため、その比熱は 4180 J•kg と非常に高くなります。^-1・K^-1冷蔵庫から出しても、しばらくの間はあまり温度変化がなくひんやりしています。

比熱の式は Q = MCT です。ここで、Q は熱エネルギー、m は物質の質量、c は物質の比熱容量、T は目的の温度変化を表します。 

私たちの日常生活には、さまざまな比熱の用途があります。 調理器具や調理器具などの必需品は、比熱の小さな物質でできています。 これは、これらの材料が加熱されるのに必要な熱量が少ないためです。

また、やかんの取っ手もこのような素材で作られているため、あまり加熱しなくても適切な温度変化を起こすことができます。 比熱は、地球の気候を維持する上でも重要な役割を果たしています。

モル比熱とは何ですか?

気体の場合、質量点よりもモル点の方が受け入れられます。 したがって、モル比熱は、1 モルの物質がその温度を 1°C (または 1K) 上昇させるのに必要な熱エネルギーの量です。

モル比熱の式は cm = q/nΔT で、Δq はジュール単位の熱エネルギー、n はモル数、ΔT は温度変化を表します。  

さらに深く掘り下げると、モル比熱容量には XNUMX つのタイプがあります。 安定した容量と安定した圧力で。

圧力が一定の場合、Cp で表されます。これは、固体物質を連続圧力で加熱することによって得られる比熱を指します。

圧力が一定のときはCvで表され、一定体積の固体を加熱したときに得られる比熱を表します。 

Cp と Cv の関係は、Cp – Cv = nR です。 ただし、この関係は一定の圧力の下でのみ有効です。

比熱とモル比熱の主な違い

1. 比熱は、単位質量の物質がその温度を 1°C (または 1K) 上昇させるのに必要な熱エネルギーの量です。 一方、モル比熱は、1 モルの物質がその温度を 1°C (または 1K) 上昇させるのに必要な熱エネルギーの量です。
2. 比熱は c で表されます。 一方、モル比熱はcmで表されます。
3. 比熱の式は Q = mcT です。 一方、モル比熱の式は cm = q/nΔT です。
4. 比熱のSI単位はJ・kg^-1・K^-1、モル比熱のSI単位はJ・K^-1•モル^-1.
5. 物質の特定の熱は、温度変化、システム内の物質の性質、システム内の物質の相に依存します。 一方、物質のモル比熱は、物質の温度、物質、物質の性質、および熱の適用条件に依存します。

参考文献

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100837a022
2. https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.27.2747

最終更新日 : 11 年 2023 月 XNUMX 日