比熱とは？ わかりやすく解説

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比熱容量（ひねつようりょう、（英: specific heat capacity）とは、圧力または体積一定の条件で、単位質量の物質を単位温度上げるのに必要な熱量である。単に比熱（ひねつ、（英: specific heat）ということも多い^[1][2]。単位記号は J/(kg・K) ^{[注釈 1]}が用いられる。例えば、水の比熱容量（18℃における）は、約4184 J/(kg・K) である。

計量単位

比熱容量の計量単位は次のようになっている。

• SI文書では、ジュール毎キログラム毎ケルビン（JK^-1kg^-1）^[3]
• 計量法上の法定計量単位としては、ジュール毎キログラム毎ケルビン（J/(kg・K) ）または、ジュール毎キログラム毎度（Ｊ/(kg・℃) ）の両方が規定されている^[4]。また単位記号もこれに合わせて2つが規定されている^[5]。

なお、「ジュール毎キログラム毎ケルビン」と「ジュール毎キログラム毎度」の計量法での定義は次のようになっており、同一である。

定義：一キログラムの物質の温度を一ケルビン上げるのに要する熱量が一ジュールであるときの比熱容量

1グラム当たりの比熱容量（J/(g・K) または J g⁻¹ K⁻¹ ）は、計量法に規定されていない非法定計量単位であり、取引・証明に用いることはできない。

水の比熱容量（18℃）は、4184 J/(kg・K)である。カロリーを用いると、1 cal/(g・K)であるが、カロリー(cal)は、SI単位ではなく、計量法上も栄養学などの特殊な分野における熱量の計量のみに用いることができる単位であるので、比熱容量の計量単位として取引・証明に用いることは1999年10月以降は禁止されている^[6][7]。

熱力学と比熱

熱力学では1モルの物質の熱容量、モル熱容量（単位はJ mol⁻¹ K⁻¹）を用いることが多い。モル熱容量は分子熱とも呼ばれる。単位質量あたりの熱容量（比熱容量）にモル質量（単位はkg mol⁻¹）を掛ければ、モル熱容量になる。たとえば25℃の水 (液体)ではc_p = 75.291 J mol⁻¹ K⁻¹である。

圧力一定の条件下で測定した場合は定圧比熱、体積一定の条件下で測定した場合は定積比熱と呼ばれる。

定圧比熱

定圧比熱（ていあつひねつ）とは、圧力一定の条件下で単位量あたりの物質を単位温度変化させるのに必要な熱量。特に1モル当たりの定圧比熱を定圧モル比熱あるいは定圧モル熱容量と呼ぶ。

一般的記号は、c_p で表し、単位量あたりのエンタルピーの変化量の傾きを表す。

${\displaystyle c_{p}=\left({\frac {\partial h}{\partial T}}\right)_{p}}$

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