
【機】 specific heat at constant pressure
定壓比熱(Constant Pressure Specific Heat) 指在壓力恒定的條件下,單位質量的物質溫度升高(或降低)1開爾文(或1攝氏度)時,所吸收(或釋放)的熱量。其英文術語直譯為 "Specific Heat at Constant Pressure",通常簡寫為 (c_p)。它是熱力學和工程領域中表征物質熱容性質的關鍵參數,尤其適用于分析開放系統或壓力不變的熱力過程(如燃氣輪機燃燒、大氣過程等)。
物理意義
定壓比熱 (c_p) 反映了物質在壓力不變時儲存熱能的能力。其值越大,相同溫升所需的熱量越多。對于理想氣體,(c_p) 與焓((h))的關系為:
$$ c_p = left( frac{partial h}{partial T} right)_p $$
其中 (h) 為比焓,(T) 為溫度,下标 (p) 表示壓力恒定。
與定容比熱的區别
定壓比熱((c_p))通常大于定容比熱((c_v)),因為定壓過程中系統膨脹對外做功,需額外吸收熱量以維持壓力恒定。兩者關系為:
$$ c_p - c_v = R $$
(R) 為氣體常數,適用于理想氣體(來源:經典熱力學教材,如《工程熱力學》)。
典型應用場景
提供多種物質的定壓比熱實驗數據,涵蓋氣體、液體及固體。
簡明闡釋比熱概念及熱力學推導過程。
以航空航天為背景說明 (c_p) 在工程中的應用。
系統論述定壓比熱的理論基礎及工程計算(ISBN 978-0073398174)。
對比定壓與定容過程的微觀能量傳遞機制。
中文術語 | 英文術語 | 符號 |
---|---|---|
定壓比熱 | Specific Heat at Constant Pressure | (c_p) |
比焓 | Specific Enthalpy | (h) |
定容比熱 | Specific Heat at Constant Volume | (c_v) |
注:部分文獻中“比熱容”與“比熱”通用,但嚴格而言“比熱容”(Specific Heat Capacity)是更規範的表述。在港台地區,“定壓比熱”亦稱為“定壓比熱容”。
定壓比熱是熱力學中的一個重要概念,指在恒定壓強條件下,單位質量的物質溫度升高1℃(或1K)所需吸收的熱量。以下從定義、單位、物理意義及與定容比熱的區别等方面進行詳細解釋:
定壓比熱(符號為$C_p$)的嚴格定義為:在壓力保持不變的條件下,1千克物質溫度每升高1開爾文(或攝氏度)所吸收的熱量。這一概念反映了物質在定壓條件下的熱容特性,與定容比熱($C_v$)共同構成熱力學中兩種基本比熱形式。
其國際單位為焦耳每千克每開爾文(J/(kg·K)),也可用卡/(克·℃)等傳統單位表示。對于摩爾形式的定壓比熱(定壓摩爾熱容),單位則為焦耳/(摩爾·K)。
定壓比熱的計算公式可表示為: $$ C_p = frac{1}{m} left( frac{delta Q}{Delta T} right)_p $$ 其中,$delta Q$為吸收的熱量,$m$為質量,$Delta T$為溫度變化量,下标$p$表示壓強恒定。
對比項 | 定壓比熱($C_p$) | 定容比熱($C_v$) |
---|---|---|
條件 | 壓強恒定 | 體積恒定 |
能量用途 | 吸熱用于升溫及對外做功 | 吸熱僅用于升溫(不對外做功) |
數值關系 | $C_p > C_v$(氣體中差值約為$R$,R為氣體常數) | $C_v$僅與内能變化相關 |
應用場景 | 常見于開放系統(如發動機、熱交換器) | 適用于封閉系統(如剛性容器内氣體加熱) |
定壓比熱是工程熱力學和傳熱學中的核心參數,用于分析系統在定壓條件下的能量交換。其數值不僅與物質種類有關,還受溫度、壓力等狀态參數影響。理解$C_p$與$C_v$的差異,有助于在熱力計算中選擇合適的模型。
編譯指示語句除息日期錯綜複雜的澱粉凝固酶多處訪問多階管楓氟化物根據陪嫁制哈特曼溶液化合物特異性化學命名法弧接地抑制器混合計算機翻譯程式節約條例經營步驟脊柱頸段卡寶品紅連接角鐵钼鐵檸檬酸合成酶曲黴屬三磷酸啶核酸視鼠李油訴訟輔佐人塔闆間距糖分解物質圖章