
【化】 specific heat at constant volume
定体比热(Specific Heat at Constant Volume)是热力学中的核心概念,指单位质量的物质在体积恒定条件下温度升高1开尔文(或1摄氏度)所需吸收的热量,其国际单位为焦耳每千克每开尔文(J/(kg·K))。该术语的英文翻译“specific heat at constant volume”明确强调了“恒定体积”这一约束条件。
从数学表达来看,定体比热定义为内能( U )对温度( T )的偏导数,公式为:
$$
C_V = left( frac{partial U}{partial T} right)_V
$$
该公式表明,定体比热仅与系统的内能变化相关,而体积( V )保持不变。
在物理意义上,定体比热反映了物质微观粒子(如分子、原子)在固定空间内的热运动特性。例如,单原子理想气体的( C_V )为(frac{3}{2}R)(( R )为气体常数),与平动自由度直接相关;双原子气体则因转动和振动自由度的加入,其( C_V )值更高。这一特性被广泛应用于工程热力学、材料科学及天体物理学领域,如发动机设计、高温材料热性能分析等。
参考资料:
"定体比热"这一术语在提供的资料中并未直接出现,可能属于表述误差或需要更精确的物理概念定义。以下是基于“比热”及相关知识的综合分析:
基础定义
比热(比热容)是指单位质量的物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或释放)的热量,单位为焦耳/(千克·℃)(符号:c)。例如,水的比热为4186 J/(kg·℃),即1千克水升温1℃需吸收4186焦耳热量。
可能的延伸概念:定容比热容
若用户所指“定体”为“定容”(即体积不变的条件),则对应的物理量为定容比热容(符号:Cv)。其定义为在恒定体积下,单位质量物质温度变化1℃所需的热量。与定压比热容(Cp)相比,Cv通常更小,因为定压条件下系统需额外做功。
公式表达
定容比热容的数学表达式为:
$$
C_v = left( frac{partial U}{partial T} right)_V
$$
其中,U为内能,T为温度,V为体积。
实际应用
定容比热容常用于热力学研究,如理想气体性质分析。例如,单原子理想气体的Cv为$frac{3}{2}R$(R为气体常数)。
建议:若需更准确的“定体比热”定义,请确认是否为“定容比热容”或提供具体学科背景。可参考热力学教材或权威物理数据库获取扩展信息。
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