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比容

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比容(英語:specific volume)是某單位質量的特定物質所佔的體積[1]。比容是一物質的內含性質(強度性質),配合其他內含性質就可以描述一簡單熱力學系統的狀態。使用比容也可以在不需得知系統實際工作體積(可能是實際體積難以量測或是不重要)的條件下,分析一個熱力學系統。

在氣象學中一般以符號 α 來表示空氣的比容。

一物質的比容是其密度的倒數,比容的單位可表示為

其中為體積,為質量,為物質的密度

對於理想氣體而言

其中個別氣體常數為絕對溫標下的溫度,而為氣體的壓力。

上述是以理想氣體狀態方程為基礎,而物質的量

應用

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比容常用在:

比容是材料特性,定義為一公斤特定物體佔有的體積(單位為立方公尺)。SI制下的單位是立方公尺每公斤(m3/kg或m3·kg−1)。

有時比容會表示為每克特定物體佔有的體積(單位為立方公分),此時的單位是立方公分每公克(cm3/g或cm3·g−1)。若要將m3/kg轉換到cm3/g,乘以1000即可。

比容和密度成反比。若物體密度加倍,比容減半。

氣體的密度會隨溫度變化,而液體和固體一般來說會視為不可壓縮,其密度對溫度的變化很小。而比容是密度的倒數。因此在處理氣體時需仔細考慮,溫度的小變化也可能會讓比容變化。

人體血液的平均密度是1060 kg/m3,對應的比容為0.00094 m3/kg。此數值接近水的比容:0.00100 m3/kg.[2]

混合物的比容

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非理想溶液的比容是各成份偏比容英語partial specific volume的和。

M是混合物的莫耳質量,可以代替體積,因為這是系統的內含性質

常見物質的比容

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以下是一些物質的比容,在標準壓力和溫度下,也就是在0 °C (273.15 K, 32 °F),1大氣壓(101.325 kN/m2, 101.325 kPa, 14.7 psia, 0 psig, 30 in Hg, 760 torr)[3]

物質名稱 密度 比容[可疑]
(kg/m3) (m3/kg)
空氣 1.225 0.816
916.7 0.00109
1000 0.00100
鹽水 1030 0.00097
13546 0.00007
R-22* 3.66 0.273
0.769 1.30
二氧化碳 1.977 0.506
氯氣 2.994 0.334
氫氣 0.0899 11.12
甲烷 0.717 1.39
氮氣 1.25 0.799
蒸氣* 0.804 1.24

*數值不是在標準溫度和壓力下

參考資料

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  1. ^ Cengel, Yunus A.; Boles, Michael A. Thermodynamics: an engineering approach. Boston: McGraw-Hill. 2002: 11. ISBN 0-07-238332-1. 
  2. ^ Silverthorn, Dee. Human Physiology. Pearson. 2010. ISBN 978-0-321-55980-7. 
  3. ^ Engineering Tool Box. [April 14, 2013].