このページでは比熱が大きい(高い)・比熱が小さい(低い)とは。比熱と温まりやすさの関係についてわかりやすく図で解説しています。

 

 

 

比熱が大きい・比熱が小さいとは、”比熱が大きい物質ほど温まりにくく冷めにくい性質、比熱が小さい物質ほど温まりやすく冷めやすい性質”であることを意味しています。

（”比熱が高い・比熱が低い”と用いられることもありますが、一般的には”比熱が大きい・比熱が小さい”と用いられることが多いです）


まず比熱というのは、”物質1[g]の温度を1[℃]（=1[K]）上昇させるのに必要な熱量[J]（ジュール）のこと”で、単位は[J/(g・K)]（ジュール毎グラム毎ケルビン）または[J/(kg・K)]（ジュール毎キログラム毎ケルビン）”が用いられます。

なので”比熱が大きい＝物質1[g]の温度を1[℃]（=1[K]）上昇させるのに必要な熱量[J]が大きい”、”比熱が小さい＝物質1[g]の温度を1[℃]（=1[K]）上昇させるのに必要な熱量[J]が小さい”ということです。

（比熱の大きさは物質ごとに数値（○○[J/(g・K)]のように）で表され、比熱が大きい・比熱が小さいというのは、一定の数値の基準があるわけではなく、他の物質と比べて大きいかどうかで判断されます）



例えば水は他の物質と比べてかなり比熱が大きい物質で、20[℃]の水の比熱は4.184[J/(g・K)]（＝4184[J/(kg・K)]）で、これは”20[℃]の水1[g]の温度を1[℃]上昇させるのに4.184[J]の熱量が必要”ということを表しています。



つまり比熱が大きい物質ほど温度を1[℃]上げるのに必要な熱量は多くなり、反対に比熱が小さい物質ほど温度を1[℃]上げるのに必要な熱量は少なくなります。


またその物質の温度によって比熱は変化し、一般的には温度が上がると比熱も大きくなる傾向にあります（つまり物質の温度を上昇させていくと、温度を上昇させるために必要な熱量も増えていく、ということ）が、水の場合は温度が上昇しても比熱が大きくなるとは限りません（0[℃]では4.218[J/(g・K)]、40[℃]では4.178[J/(g・K)]、80[℃]では4.196[J/(g・K)]）。

では水（比熱が大きい物質）と鉄（比熱が小さい物質）に熱を与えたときに、温まりやすさの違いについて見ていきましょう。

 

 

例えば”0[℃]の水の比熱は4.218[J/(g・K)]（＝4218[J/(kg・K)]）”、”0[℃]の鉄の比熱は0.435[J/(g・K)]（＝435[J/(kg・K)]）”なので、0[℃]の水の方が0[℃]の鉄よりも約10倍も比熱が大きいです。

 

 

つまり上図のように0[℃]の水の温度を1[℃]上昇させるのと、0[℃]の鉄の温度を1[℃]上昇させるのとでは、水の温度を1[℃]上昇させる方が約10倍も多くの熱量が必要になる、ということです。

 

（なので比熱が大きい水の温度は上昇しにくく（温まりにくく）、比熱が小さい鉄の温度は上昇しやすい（温まりやすい））

 

 

比熱が大きい物質ほど、その物質内に熱を多く保有しているため冷めにくい

 

（同じ温度の物質同士なら）比熱が大きい物質ほど、（比熱が小さい物質に比べて）その物質内に熱を多く保有しているため冷めにくいです。

 

 

0[℃]の水（比熱 4.218[J/(g・K)]）と0[℃]の鉄（比熱 0.435[J/(g・K)]）の温度をそれぞれ1[℃]上昇させるとき、（鉄の温度を上昇させるときと比べて）水の温度を上昇させるときの方が約10倍の熱量が必要になります。

 

つまり”（同じ温度の物質同士なら）比熱が大きい物質ほど、その物質内により多くの熱をためておくことができる”ということです。

 

 

例えば上図のように同じ温度の水（比熱が大きい）と鉄（比熱が小さい）から同じ量の熱を奪ったとしても、元々の熱の保有量が多い水の方が温度が下がりにくく（冷めにくく）なります。

 

このように比熱が大きい物質ほど温まりにくく冷めにくい性質、比熱が小さい物質ほど温まりやすく冷めやすい性質を持っている、というわけです。

 

以上が「比熱が大きい(高い)・比熱が小さい(低い)とは？比熱と温まりやすさの関係について！」でした。

 

 

これまで説明したことをまとめますと、

 

 

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