比容
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、 、或:
其中為體積,為質量,為物質的密度。
對於理想氣體而言
其中為個別氣體常數,為絕對溫標下的溫度,而為氣體的壓力。
應用
[編輯]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
[編輯]非理想溶液的比容是各成份偏比容的和。
M是混合物的摩爾質量,可以代替體積,因為這是系統的內含性質。
常見物質的比容
[編輯]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 |
冰 | 916.7 | 0.00109 |
水 | 1000 | 0.00100 |
鹽水 | 1030 | 0.00097 |
汞 | 13546 | 0.00007 |
R-22* | 3.66 | 0.273 |
氨 | 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
[編輯]- ^ Cengel, Yunus A.; Boles, Michael A. Thermodynamics: an engineering approach. Boston: McGraw-Hill. 2002: 11. ISBN 0-07-238332-1.
- ^ Silverthorn, Dee. Human Physiology. Pearson. 2010. ISBN 978-0-321-55980-7.
- ^ Engineering Tool Box. [April 14, 2013].