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如果你曾经在阳光明媚的日子里沿着海滩散步，把脚趾浸在水里，在炎热的沙滩上行走之后，你利用了水的比热容。

不管听起来如何，比热不是指某物的确切温度。这是一个更大的科学概念，与加热物质所需的能量有关。从这个例子中你可能已经注意到了，并非所有物质的升温速率都是一样的-因此沙子和水的温度不同。

水的比热是它最有趣的特性之一。在这篇文章中，我们将讨论什么是比热容，用什么方程来求比热容，以及为什么水的比热容这么高。

炉子、锅、水和蒸汽都有不同的比热。

什么是比热容?

比热是衡量热容的一种方法，即当温度变化时材料能储存多少热量。高热容意味着一种物质在温度变化之前可以吸收大量的热量——想一想锅在炉子上接触需要多长时间才能变暖，和里面的水变暖需要多长时间。这意味着水有更高的热容——它可以在温度变化之前储存更多的热量。

比热是指使一单位质量的物质升温一度所需的确切热量。回到我们的例子，比热能确定使一单位水(比如一杯水)升高一度所需的确切热量。

因为热量是能量传递的一种度量，这样说更准确比热容实际上是一种表述能源一种物质在温度变化一度之前就能吸收。

比热通常用焦耳和千焦耳每克质量来测量，用摄氏度作为温度的单位。公斤和华氏度也可以用，但比较少见。

物质的比热会受到温度和压力的影响，所以比热通常是在恒定的温度和压力下确定的，通常是25摄氏度。

什么是比热容方程?

比热的计算公式为:

$$Q = s × m × ΔT$$

$Q$表示热量，$s$表示比热(${\焦耳}/{\克*°\摄氏度}$)，m表示物质的质量，单位为克，$ΔT$表示观察到的温度变化。

不同种类的水，如海水，可能有不同的比热。

什么是水的比热容?

有些物质升温快，有些物质升温慢。水是后者之一，它有很高的比热容，因为它需要更多的能量来提高温度。

水的比热容为4182 J/kg°C。因为水是如此重要和常见的物质，我们甚至有一种特殊的方法来确定使一克水升高一摄氏度所需要的能量——一卡。这和我们所说的食物中的卡路里不同。这种热量相当于1000大卡，这就是为什么与食物相关的热量有时也被称为千卡。

水的比热比许多其他常见物质要高得多。例如，铁的比热为449 J/kg°C，沙子为830 J/kg°C，橡木为2400 J/kg°C。

这是因为由两个氢原子和一个氧原子组成的水具有电负性。负电的原子更容易吸引电子，因为原子的一边带部分正电荷，另一边带部分负电荷。带相反电荷的一面自然地相互吸引，形成较弱的氢键。这就是为什么水能够流过自己，还能结合在一起——不断地形成和断开这些键。

这些化学键也是液态水有高比热的原因。任何用来加热水的能量都被分解为破坏化学键和加热水。由于这个原因,加热水比加热其他物质需要更多的能量。

例如，如果你在一个阳光明媚的日子在海滩上，你会注意到沙滩上走路通常是很热的，但水总是感觉凉爽，即使是在浅滩上。这是因为沙子的比热容较低——将温度提高一度所需的能量更少。因为水有很高的热容量，它需要更多的能量才能使温度升高一度。太阳放出的能量几乎是恒定的，这会使沙子更快地升温，而使水更慢地升温。

沙子的比热比水低得多，这就是为什么它变热这么快的原因!

比热表

如果你还不熟悉焦耳和卡路里，这些数字可能看起来有点抽象。看看这张表，让自己熟悉一些根据焦耳和卡路里的常见比热，并将它们与你所知道的这些物质是如何加热的进行比较!

接下来是什么?

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