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比容

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比容(英语:specific volume)是某单位质量的特定物质所占的体积[1]。比容是一物质的内含性质(强度性质),配合其他内含性质就可以描述一简单热力学系统的状态。使用比容也可以在不需得知系统实际工作体积(可能是实际体积难以量测或是不重要)的条件下,分析一个热力学系统。

在气象学中一般以符号 α 来表示空气的比容。

一物质的比容是其密度的倒数,比容的单位可表示为

其中为体积,为质量,为物质的密度

对于理想气体而言

其中个别气体常数为绝对温标下的温度,而为气体的压力。

上述是以理想气体状态方程为基础,而物质的量

应用

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比容常用在:

比容是材料特性,定义为一公斤特定物体占有的体积(单位为立方米)。SI制下的单位是立方米每公斤(m3/kg或m3·kg−1)。

有时比容会表示为每克特定物体占有的体积(单位为立方公分),此时的单位是立方公分每公克(cm3/g或cm3·g−1)。若要将m3/kg转换到cm3/g,乘以1000即可。

比容和密度成反比。若物体密度加倍,比容减半。

气体的密度会随温度变化,而液体和固体一般来说会视为不可压缩,其密度对温度的变化很小。而比容是密度的倒数。因此在处理气体时需仔细考虑,温度的小变化也可能会让比容变化。

人体血液的平均密度是1060 kg/m3,对应的比容为0.00094 m3/kg。此数值接近水的比容: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分偏比容英语partial specific volume的和。

M是混合物的摩尔质量,可以代替体积,因为这是系统的内含性质

常见物质的比容

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以下是一些物质的比容,在标准压力和温度下,也就是在0 °C (273.15 K, 32 °F),1大气压(101.325 kN/m2, 101.325 kPa, 14.7 psia, 0 psig, 30 in Hg, 760 torr)[3]

物质名称 密度 比容[可疑]
(kg/m3) (m3/kg)
空气 1.225 0.816
916.7 0.00109
1000 0.00100
盐水 1030 0.00097
13546 0.00007
R-22* 3.66 0.273
0.769 1.30
二氧化碳 1.977 0.506
氯气 2.994 0.334
氢气 0.0899 11.12
甲烷 0.717 1.39
氮气 1.25 0.799
蒸气* 0.804 1.24

*数值不是在标准温度和压力下

参考资料

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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].