假如我发明了一种新液体,比热容比水高10倍,能否登上中学教科书?
发布时间:
2024-09-22 21:33
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理论上就不可能。你知道水的比热容为什么相对比较高吗?一种物质达到热平衡时,热量是均摊在每一个微观粒子上的,每摩尔的热容=1.5×玻尔兹曼常数×阿伏伽德罗常数。而比热容是单位质量的热容,水的平均相对原子质量只有18/3=6,这个很低,所以单位质量的水能包含更多的原子数,就能在1℃的温升内吸收更多的热量。而铅的相对原子质量达到206,所以单位质量的铅包含原子数比较少,在1℃的温升内吸收的热量就少了。其实每个原子分摊到的能量和温度的函数关系是固定的,水和铅都一样,只不过你说的比热容按质量计算,同样质量下的水里面原子数量比铅多得多,能吸收的总能量就多,仅此而已。
如果你要一种比热容比水高10倍的东西,它的平均相对原子质量就只有0.6,而最小的氢原子已经是1,所以这不可能。你不能说连不同物质的比热容差异是怎么来的都不知道,就凭幻想来发明创造。
氢原子的相对原子质量是1,所以氢气的比热容显然是水的6倍,一定程度上能接近你的要求。不过你要的是液体,而氢气沸点只有20K,要变成液体成本很高,比液氮(77K)贵得多。
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