【熱とは】熱量、比熱、熱容量の意味と違い

熱とは?熱量、比熱、熱容量の意味と違いについて解説します。

物質間のエネルギーの流れで、高温の物質から低温の物質に移動する。
熱量 物体間でのエネルギーの流れ(熱の量)を数値化したもの。記号はQ(heat QuantityのQ)、単位はJ(ジュール)を用いる。
比熱(容量) 物質1g の温度を1℃(K)上昇させるのに必要な熱量。記号はc(小文字のc)、単位はJ/(g·℃)またはJ/(g·K)(ジュール毎グラム毎ケルビン)を用います。比熱c[J/g·K]は、質量m[g]の物体に熱量Q[J]を与えた時に生じる温度差ΔT[K]を使って式で表すと「c=Qm×ΔT」となる。比熱は、物質1gの温度変化のしにくさ(温まりにくさ冷めにくさ)を表している。比熱の大きな物質ほど温度差を生じさせるのに大きな熱量が必要になるため、温まりにくく冷めにくいです。逆に、比熱の小さな物質は小さな熱量で温度差を生じることができるため、温まりやすく冷めやすいです。
熱容量 任意の量の物質の温度を1℃上昇させるのに必要な熱量のことです。記号はC(heat CapacityのC、大文字)、単位はJ/℃またはJ/K(ジュール毎ケルビン)を用います。熱容量C[J/K]は、物質の質量m[g]と比熱c[J/g·K]を用いて「C=m×c」で表すことができます。
J(ジュール) 物体に力を加え移動させる仕事に必要なエネルギーの量を表す単位。1Jは、物体を1Nの力で1m移動させる仕事に必要なエネルギーの量(1J = 1N·m)。
カロリー 水1gを1℃上昇させるのに必要な熱量を1cal(カロリー)としたときの熱量の単位。1calは、4.186Jで水の比熱と同じ数値になる。
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