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🌡️ 比熱計算機 (Q=mcΔT)

輸入熱量 (Q)、質量 (m)、比熱 (c)、溫度變化 (ΔT) 任意 3 項,本計算機會即時計算使用 Q=mcΔT 缺漏的 1 項。選擇材料預設可自動填入比熱 (c) 數值。

僅填寫 4 個欄位中的 3 個。其餘 1 個會自動計算。

結果
熱量 (Q)
質量 (m)
比熱 (c)
溫度變化 (ΔT)

按材料分類的比熱 (c) 參考表

材料c (J/(kg·K))
水(液態)4186
2100
900
鐵/鋼450
385
玻璃840
空氣1005
木頭1700
混凝土880

※ 以下數值為物理/工程參考常用的典型值(約接近室溫),可能會因材料純度、溫度及狀態而異。

指南

瞭解更多

01

什麼是比熱?Q=mcΔT 公式

比熱容 (c) 是使 1kg 物質溫度上升 1°C(或 1K)所需的熱量。

Q = m × c × ΔT

Q 是加入或釋放的熱量(J),m 為質量(kg),c 為材料的比熱(J/(kg·K)),ΔT 為溫度變化。此計算機可由其餘 3 個變數推得另外 1 個。
02

為何比熱因材料而異

比熱很大程度上取決於物質的分子結構和狀態(固態/液態/氣態)。水的比熱非常高(4186 J/(kg·K)),因此溫度變化較慢;而銅(385)和鋁(900)等金屬比熱較低,會快速升溫或降溫。這也是為什麼水常作為冷卻/熱儲存介質,而金屬常用於熱交換器。
03

計算範例

將 2kg 水從 20°C 加熱到 80°C(ΔT=60°C):Q = 2 × 4186 × 60 = 502,320J。相反地,如果已知 Q、m 與 ΔT,則可用 c = Q ÷ (m × ΔT) 幫助識別未知材料。

常見問題

為什麼只需要輸入 3 個值?
Q、m、c 和 ΔT 由單一方程式 Q=mcΔT 連接,因此知道 3 個值即可數學上唯一決定第 4 個。若輸入全部 4 個,可能產生矛盾值,因此必須正好輸入 3 個。
選擇材料預設會發生什麼?
所選材料的標準比熱 (c) 值會自動填入欄位。若要輸入自己的值,請選擇「自訂」或直接清除自動填入欄位並輸入你自己的數字。
ΔT 可以是負值嗎?
可以。當溫度下降(冷卻)時,ΔT 可以為負值,導致 Q 變為負值(放熱)。如果你只需要大小,請忽略正負號。