热量和比热

在危险物品处理考试中，理解与热量相关的基本概念、比热和热容量非常重要。本文将详细解释这些概念，并提供一些可以用于备考的练习题和解答。

热量和温度的基本概念

当物质加热或冷却时，涉及到的能量称为“热量”。要理解这一热量，需要了解卡路里（cal）和焦耳（J）之间的关系、比热、绝对温度和摄氏温度之间的关系以及热容量。尤其是“比热”，它是物质加热或冷却的难易程度的重要指标。

卡路里（cal）和焦耳（J）之间的关系

表示热量的单位有卡路里（cal）和焦耳（J），它们的关系如下：

定义: 1 cal = 4.186 J
基准: 1 cal 是将1克水从14.5℃加热到15.5℃所需的热量。该定义基于水的温度变化。

比热（Specific Heat Capacity）

比热是一个重要指标，表示物质加热或冷却的难易程度。

定义: 比热是指将1克物质的温度升高1K（1℃）所需的热量。单位为J/(g·K)或J/(g·℃)。

特性: 比热小的物质在较少的热量下温度变化较大，表现出“易热易冷”的特性。例如，金属的比热小，因此温度变化快。相反，水等比热大的物质则不易加热也不易冷却。

绝对温度（开尔文温度）和摄氏温度的关系

温度有摄氏温度（℃）和绝对温度（K）两种，转换关系如下：

关系式: K（开尔文温度）= ℃（摄氏温度）+ 273

绝对温度以“绝对零度”(-273℃)为基准，是物质能量的直接指标。

热容量（Thermal Capacity）

热容量表示整个物质可以储存多少热量。

定义: 热容量是将整个物质的温度升高1℃（或1K）所需的热量。

计算公式: 热容量 = 比热 × 质量

特性: 热容量大的物质不易升温也不易降温。例如，水的热容量大，这也是海洋和湖泊温度不易迅速变化的原因。

练习题例 1

解释:(4) 体膨胀率是温度上升时物质体积膨胀的指标，通常固体最小，气体最大。液体的体膨胀率大于固体但小于气体，因此此项不正确。正确说法应为“固体最小，气体最大”。

答案: (4)

练习题例 2

解释: 比热可以用以下公式计算：

比热 = 热量 (Q) ÷ (质量 (m) × 温度变化 (ΔT))

其中,
热量 Q = 2500 J, 质量 m = 200 g, 温度变化 ΔT = 60℃ – 50℃ = 10℃。

计算如下:
比热 = 2500 J ÷ (200 g × 10℃) = 2500 ÷ 2000 = 0.50 J/(g·K)

答案: (5)

总结

比热是表示物质加热或冷却难易程度的重要指标，是危险物品处理考试中的常见主题。备考时要深入理解比热、热容量、热传导等基本概念，做好温度变化相关问题的准备。