熱容量とは

物質の温度（T）を1℃（1°C）上げるために必要な熱エネルギー（Q）の入力は、熱容量（C）として定義されます。 「広範な」特性であるため、Cの値は物質ごとに異なるだけでなく、同じ物質の異なる量に対しても異なります。 これを調整するために、熱容量は量または量を組み込んだ用語で示される場合があります。 材料1モルあたりの熱容量を参照する場合は、モル熱容量と呼ばれます。 代わりに、材料のグラムあたりの熱容量である場合、それは比熱容量、より単純には「比熱」です。 これらの用語は、 純粋な物質を指すときに最も価値があります。

エンジニアリングの問題により、Cは「与えられた」ものとして提供されますが、Qは「不明」です。 方程式はQ =smΔTです。mはグラム単位の質量、ΔTは摂氏温度の上昇です。 熱容量は、さまざまな理由で重要なパラメーターになる可能性があります。 たとえば、熱容量が大きい材料は、スポンジのように熱を吸収するため、ヒートシンクとして使用されることがあります。 水は一般的な物質の中で知られている最大のC値を示し、ラジエーターの冷却剤としての使用に非常に適しているため、この点で注目に値します。

気象学では、熱容量はいくつかの現象で役割を果たします。たとえば、海岸沿いの風が夜とは異なる方向に日中吹く理由などです。 土地は水よりも熱容量が低いため、日中は土地が海よりも早く加熱されますが、夜間は急速に冷却されます。 空気は日中は海の上で涼しくなりますが、夜は陸の上です。 温かい空気は軽くて上昇し、涼しく重い風がそれを置き換えることができます。 日中はこれらの微風が陸から海へ吹きますが、夜の間はその逆であり、事実は海岸の鳥とグライダーのパイロットに影響を与えます。

熱容量は、氷を溶かして水を形成する場合のように、相変化を考慮することを意図していません。 この現象には別の考慮事項があります。この特性は「融解熱」と呼ばれます。 同様に、液体から気体への変換は「蒸発熱」と呼ばれます。 氷は非常に高い融解熱を持ち、地球の気象システムに安定性を与え、家庭の冷蔵を実用的にしています。 不思議なことに、工業用および家庭用の冷凍システムで使用されていたアンモニアガスは、さらに高い熱容量と融解熱を持っています。