熱容量

熱容量（ねつようりょう）とは、系に対してエネルギーの出入りがあったとき、そのエネルギーの出入りが系の温度をどのように変化させるかを示す比例定数。

熱容量はエネルギーの出入りがあった際に、系の（温度以外の）状態がどのように変化したかに依存して変化する値であって、エネルギーを出入りさせる前後で系の体積が一定である場合を定積熱容量、系の圧力が一定である場合を定圧熱容量とよぶ。単位はジュール毎ケルビン (J/K)、カロリー毎ケルビン (cal/K)。

出入りしたエネルギーをQ、系の温度変化をT、熱容量をCとしたとき

Q=CT

とかける。

熱容量に関する初等的理解

ある物体の熱容量というものを考えるとしよう。熱容量とはその物体の温度を一度上昇させるのに必要な熱量のことである。

たとえばコップ一杯の水 (100g) があったとする。ここに何らかの方法で100calのエネルギーを与えることができたとしよう。この系からエネルギーが外に漏れないように注意して実験を行った結果、コップ一杯の水の温度は約1度上昇する。このとき、コップ一杯の水の熱容量は約100cal/Kである。

今度は水を2倍の量にしたとしよう。同じように100calのエネルギーを与えたとすると、今度は約0.5Kの温度上昇を観測することになる。水のようにエネルギーの出し入れの際、他の熱力学的状態の変化が無視しうるような系であれば熱容量は物質の量に比例すると考えてよい。

一般に、単位量あたりの物質を1K変化させるのに必要な熱量を比熱と呼んでいる。

熱容量に関する初等的理解

関連項目