計算ツール
顕熱量計算
質量または物質量、熱容量、温度差から、相変化を伴わない温度差×熱容量の概算量を計算します。定圧ではQp、定容・閉じた系ではΔUの目安であること、熱容量の基準、温度差の単位、潜熱や反応熱を含めない範囲を確認するための実務向けツールです。
本文更新日: 2026-08-01
今回の更新: 50 Kの警告が、一般的な適用限界ではなく出典範囲を再確認するための表示上の目安であることを明確にしました。
作成・確認: CalcChem 運営者
この計算を選ぶ前の判断
値を入れる前に、単位、基準、物性値、適用範囲が手元の資料や仕様書と合っているか確認してください。
- 質量・物質量と熱容量は同じ基準で組み合わせます。Cp/Cv、質量基準・モル基準を取り違える場合は計算を進めないでください。
- 定圧の近似にはCp、定容・閉じた系の近似にはCvを使います。実際の熱負荷、流通系、仕事、損失をこの式だけで決めないでください。
- 使用する Cp / Cv が対象温度区間・相・組成に適用できるか確認します。相変化、反応、混合、溶解・結晶化を含む温度範囲では、顕熱だけとして計算しないでください。
最初に確認するガイド
最初に確認する理由: 同一相・非反応条件と、比熱の出典・温度範囲がそろっているか確認したいとき。
計算フォーム
このツールは、相変化を伴わない温度上昇・温度低下について、一定の熱容量を仮定した温度差×熱容量の概算量を計算します。定圧の近似では温度差に対応するエンタルピー変化 Qp、定容・閉じた系の近似では内部エネルギー変化 DeltaU の目安として読みます。水、溶液、ガス、金属、樹脂などの「物質名」から比熱を選ぶツールではなく、SDS、仕様書、メーカー資料、教科書、社内基準などで確認した熱容量を入力して使います。
熱量計算は、式そのものよりも「どの熱容量を入れるか」で結果が大きく変わります。質量基準の J/(kg K) とモル基準の J/(mol K)、定圧熱容量 Cp と定容熱容量 Cv、温度差と絶対温度を混同しないように、入力前の確認に重点を置いています。
フォームでは、定圧の近似として Cp を使うか、定容・閉じた系の近似として Cv を使うかを選びます。さらに、対象温度区間が同一相で、反応・混合・溶解・結晶化・相変化を含まないことを確認します。前者は温度差に対応するエンタルピー変化、後者は内部エネルギー変化の目安です。流通系の熱負荷、損失、仕事、相変化を自動で含むものではありません。
最初の分岐: Cp/Cv・基準・相変化を分ける
表は横にスクロールできます。
| 最初に決めること | このページで進める条件 | ここで止める条件 |
|---|---|---|
| 熱容量の基準 | J/(kg K) と質量、または J/(mol K) と物質量を同じ基準でそろえられる |
質量基準とモル基準を読み替えている、対象物質量が不明 |
| 熱容量の条件 | 定圧近似なら Cp、定容・閉じた系の近似なら Cv と、過程に対応した値を選べる |
Cp と Cv の区別、過程、出典の条件が不明 |
| 相と熱量の範囲 | 計算範囲で相が変わらず、顕熱だけを切り出せる | 沸騰、凝縮、融解、反応、混合熱、仕事、損失を同じ結果へ含めたい |
この3点がそろい、フォームの適用条件確認を選択できる場合に、温度差と熱容量から概算・検算を進めます。相変化や反応を含む場合は、顕熱の式へ無理にまとめず、熱量の項目を分けて一次資料や専門計算へ戻してください。
一定熱容量の顕熱量で確認できること
- 定圧の近似では
Qp ≈ m cp DeltaTまたはn Cp,m DeltaTを計算する - 定容・閉じた系の近似では
DeltaU ≈ m cv DeltaTまたはn Cv,m DeltaTを計算する kg、g、mg、mol、mmol、kmolの入力を扱うK差、℃差、°F差の温度差を扱う- 加熱側は正、冷却側は負の熱量として確認する
- 入力した熱容量の基準や適用範囲を見直すきっかけにする
入力前チェック
表は横にスクロールできます。
| 確認項目 | 使ってよい状態 | 止めるべき状態 |
|---|---|---|
| 熱容量の基準 | 質量基準かモル基準かが分かっている | J/(kg K) と J/(mol K) を読み替えている |
| Cp / Cv | 定圧か定容か、出典と用途が合っている | Cp と Cv を同じ値として扱っている |
| 温度差 | 始点と終点が分かり、差分として入力できる | 絶対温度や基準状態温度をそのまま入れている |
| 相状態 | 計算範囲で同じ相にある | 沸騰、凝縮、融解、凝固をまたぐ |
| 出典範囲 | 熱容量の適用温度範囲に入っている | 広い温度範囲へ無確認で外挿している |
| 用途 | 概算、比較、入力前チェック | 設計熱負荷、安全判断、品質保証、購買仕様の最終値 |
計算式
フォームで選ぶ過程によって、数値の読み方を分けます。
定圧の近似で Cp を使う場合は、温度差に対応するエンタルピー変化を次のように概算します。
Qp ≈ m * cp * DeltaT
Qp ≈ n * Cp,m * DeltaT
定容・閉じた系の近似で Cv を使う場合は、内部エネルギー変化を次のように概算します。
DeltaU ≈ m * cv * DeltaT
DeltaU ≈ n * Cv,m * DeltaT
m は質量、n は物質量、cp・cv は質量基準の熱容量、Cp,m・Cv,m はモル基準の熱容量、DeltaT は温度差です。DeltaT は終点温度から始点温度を引いた差として扱うため、冷却では負の値になります。フォームの結果欄は「温度差×選択した熱容量」の概算量として表示します。任意過程の熱移動 Q には、仕事、損失、相変化、反応などが加わるため、この結果だけで決まりません。
式の選び方
熱量計算では、どの式を使うかを先に決めます。
表は横にスクロールできます。
| 選択肢 | 使える場面 | 止めるべき場面 |
|---|---|---|
一定 cp / Cp,m または cv / Cv,m で温度差×熱容量を概算する |
過程と熱容量の種類が分かる、温度範囲が狭い、相変化なし、概算・比較・検算 | Cp/Cvが不明、広い温度範囲、相変化、保証値・設計熱負荷 |
Cp(T) を積分する |
温度依存係数と適用範囲が分かっている | 係数の式形、温度単位、相の指定が不明 |
| 潜熱・反応熱・混合熱込み | 沸騰、凝縮、融解、反応、混合を扱う | このツールだけで顕熱と同じ式にまとめる |
このページで計算するのは1行目の一定熱容量近似です。相変化や反応を含む条件では、熱量の項目を分けて一次資料や専門計算へ戻してください。
式・定数・代表値の根拠
このページの式は、一定熱容量近似に基づく顕熱の確認用です。例題の熱容量は、入力方法を示す仮想値であり、CalcChemが物質ごとの比熱を保証するものではありません。
比熱や熱容量を入力するときは、出典で少なくとも「質量基準かモル基準か」「CpかCvか」「相」「温度範囲」「濃度・組成」「代表値か保証値か」を確認してください。実務で使う値は、SDS、メーカー資料、教科書、試験成績書、社内基準などの目的に応じて採否が変わります。
使い方の例
以下の数値は、質量基準・モル基準・温度差の組み合わせを検算するための仮定条件です。特定物質の比熱、保証値、設計用の代表値を示すものではありません。
仮想入力: 1 kgを10 K加熱する
m = 1 kg、cp = 4.2 kJ/(kg K)、DeltaT = 10 K と入力すると、顕熱量は 42 kJ です。これは演算確認用の仮想入力であり、実際の温度範囲、圧力、相、組成に対応する熱容量を示すものではありません。
単位整合を確認する 250 g の計算
m = 250 g、cp = 4.0 J/(g K)、DeltaT = 20℃差 なら、250 * 4.0 * 20 = 20000 J = 20 kJ です。これは演算確認用の仮想入力です。J/(g K) を使う場合でも、内部では質量基準として整合するように換算します。
モル基準の熱容量を使う
n = 2 mol、Cp,m = 75 J/(mol K)、DeltaT = 15 K なら、2.25 kJ です。モル基準の値を使う場合は、分子量で質量基準に換算するのではなく、物質量と組み合わせて計算します。
冷却側の符号を確認する
DeltaT = -5 K と入力すると、結果は負の熱量になります。負号は「熱を取り除く側」として便利ですが、熱収支表や社内資料での符号規約と必ず合わせてください。
このツールで判断しないこと
- 水、酸素、水素、エタノールなどの比熱値の自動選択
- 温度依存の熱容量を積分する計算
- 潜熱、反応熱、混合熱、溶解熱、蒸発熱、凝縮熱
- 沸騰、凝縮、融解、凝固をまたぐ熱量
- 熱交換器、ヒーター、冷却器、配管、タンクの設計熱負荷
- 安全弁、法令、品質保証、購買仕様、運転条件の最終判断
これらが必要な場合は、このページの結果を最終値にせず、一次資料、社内基準、メーカー資料、専門家確認に戻してください。
よくある誤用
質量基準とモル基準を混ぜる
J/(kg K) と J/(mol K) は同じ熱容量ではありません。分子量を使って換算できる場合もありますが、化学種、混合物基準、dry/wet 基準、温度範囲がそろっていることが前提です。
Cp と Cv を取り違える
定圧熱容量 Cp と定容熱容量 Cv は、特に気体で差が出ます。定圧過程の概算には Cp、定容過程の概算には Cv を使うなど、出典と計算対象を合わせてください。
温度差ではなく温度そのものを入力する
このツールの温度入力は温度差です。たとえば 20℃から 80℃へ加熱する場合、入力するのは 60℃差 です。80℃をそのまま入れると、熱量を過大に見積もる可能性があります。
相変化を含めてしまう
100℃付近の水の加熱、蒸気の凝縮、溶媒の蒸発、固体の融解などでは、顕熱だけでなく潜熱が必要になります。このツールは相変化の熱量を含めません。
関連して確認したいページ
- 熱容量の出典や適用範囲を確認する場合は、物性値推算前チェックガイドを先に確認してください。
J/(kg K)とJ/(mol K)、温度差、圧力基準などを整理したい場合は、物性単位ブリッジガイドが役立ちます。- 密度や比重を使って質量と体積を行き来する場合は、密度・比重ガイドや SDS の読み取りガイドも合わせて確認してください。
計算仕様・検算例
このツールで使う式、変数、単位、検算用の入力条件です。計算条件を採用してよいかは、本文と一次資料で確認してください。
このページで使う主な式
一定熱容量による温度差の概算:
定圧の近似: Qp ≈ m * cp * DeltaT または n * Cp,m * DeltaT。定容・閉じた系の近似: DeltaUv ≈ m * cv * DeltaT または n * Cv,m * DeltaT
最初に確認する前提: 質量基準では m と c、モル基準では n と C_m を使います。質量基準とモル基準を混ぜないでください。
すべての式・変数・単位・検算例を表示する
使用する式
一定熱容量による温度差の概算
定圧の近似: Qp ≈ m * cp * DeltaT または n * Cp,m * DeltaT。定容・閉じた系の近似: DeltaUv ≈ m * cv * DeltaT または n * Cv,m * DeltaT
- 質量基準では m と c、モル基準では n と C_m を使います。質量基準とモル基準を混ぜないでください。
- 定圧の近似ではCp、定容・閉じた系の近似ではCvを選びます。実際の熱負荷は、過程、流れ、仕事、損失を別途確認してください。
- 熱容量は対象温度範囲で一定とみなす近似です。使用する Cp / Cv が対象温度区間・相・組成に適用できることを確認してください。
- 温度差の計算であり、絶対温度そのものを入力するツールではありません。K差と℃差は同じ大きさ、°F差は 5/9 倍して扱います。
- 同じ相の範囲での顕熱だけを扱います。沸騰、凝縮、融解、凝固、溶解、反応、混合に伴う熱量は含みません。
- 設計熱負荷、安全判断、品質保証、購買仕様、運転条件の最終値には使わず、一次資料や専門家確認に戻してください。
変数定義
表は横にスクロールできます。
| 記号 | 名称 | 説明 | 標準単位 |
|---|---|---|---|
| Q | 温度差×熱容量の概算量 | 選択したCpまたはCvと温度差から求める概算量です。加熱側を正、冷却側を負として扱います。 | kJ |
| m | 質量 | 対象物の質量です。質量基準の比熱容量と組み合わせます。 | kg |
| cp | 質量基準の比熱容量 | J/(kg K)、kJ/(kg K)、J/(g K) などで表される質量基準の熱容量です。 | kJ/(kg K) |
| n | 物質量 | 対象物の物質量です。モル基準の熱容量と組み合わせます。 | mol |
| Cp,m | モル基準の熱容量 | J/(mol K) または kJ/(kmol K) で表されるモル基準の熱容量です。 | J/(mol K) |
| DeltaT | 温度差 | 終点温度から始点温度を引いた温度差です。冷却では負の値になります。 | K |
単位上の注意
- 質量基準では、質量 m と質量基準の比熱容量 c を組み合わせます。定圧ならcp、定容・閉じた系ならcvを使います。J/(g K) は内部で J/(kg K) に換算します。
- モル基準では、物質量 n とモル基準の熱容量 C_m を組み合わせます。定圧ならCp,m、定容・閉じた系ならCv,mを使います。kJ/(kmol K) は J/(mol K) と同じ数値スケールです。
- K差と℃差は同じ大きさとして扱います。°F差は 5/9 倍して K差に換算します。
- 熱容量の出典が定圧 Cp か定容 Cv か、質量基準かモル基準かを必ず確認してください。
例題
例題の数値は、式・単位・計算手順を再現して確認するための条件です。実在物質名を含む例でも、 仕様値、保証値、設計値を示すものではありません。実務では対象条件に対応する一次資料を確認してください。 表示桁は計算結果の再現用であり、入力値や近似式の精度を保証する有効桁ではありません。 例題カードは各例題で定めた桁の検算値を示し、再計算結果は共通の8有効数字で表示するため、末尾ゼロや表示桁が異なる場合があります。 確認欄があるツールでは、例題リンクは値と単位だけを反映します。前提を確認して確認欄を選び、計算してください。
仮想入力: 1 kg、4.2 kJ/(kg K)、10 K差
演算確認用の仮想入力です。1 × 4.2 × 10 = 42 kJ です。4.2 kJ/(kg K)を特定物質の推奨値として示す例ではありません。実計算では対象物質、相、組成、温度区間に対応するCpまたはCvを確認してください。
入力条件
- 質量 m
- 1 kg
- 質量基準の比熱容量 c
- 4.2 kJ/(kg K)
- 温度差 ΔT
- 10 K差
計算基準
- 熱容量の条件
- 定圧の近似: Cpを使用
- 熱容量の適用範囲の確認
- 使用する Cp / Cv が対象温度区間・相・組成に適用できることを確認した
- 適用条件の確認
- 対象温度区間は同一相で、反応・混合・溶解・結晶化・相変化を含まないことを確認した
- 計算基準
- 質量基準: m × c × ΔT
検算時の結果
- 温度差×熱容量の概算量
- 42 kJ
仮想入力: 250 g、4.0 J/(g K)、20℃差
演算確認用の仮想入力です。250 g × 4.0 J/(g K) × 20 K = 20,000 J = 20 kJです。4.0 J/(g K)を特定物質の推奨値として示す例ではありません。
入力条件
- 質量 m
- 250 g
- 質量基準の比熱容量 c
- 4.0 J/(g K)
- 温度差 ΔT
- 20 ℃差
計算基準
- 熱容量の条件
- 定圧の近似: Cpを使用
- 熱容量の適用範囲の確認
- 使用する Cp / Cv が対象温度区間・相・組成に適用できることを確認した
- 適用条件の確認
- 対象温度区間は同一相で、反応・混合・溶解・結晶化・相変化を含まないことを確認した
- 計算基準
- 質量基準: m × c × ΔT
検算時の結果
- 温度差×熱容量の概算量
- 20 kJ
2 mol、75 J/(mol K)、15 K差の顕熱
2 mol × 75 J/(mol K) × 15 K = 2250 J = 2.25 kJ です。
入力条件
- 物質量 n
- 2 mol
- モル基準の熱容量 C_m
- 75 J/(mol K)
- 温度差 ΔT
- 15 K差
計算基準
- 熱容量の条件
- 定圧の近似: Cpを使用
- 熱容量の適用範囲の確認
- 使用する Cp / Cv が対象温度区間・相・組成に適用できることを確認した
- 適用条件の確認
- 対象温度区間は同一相で、反応・混合・溶解・結晶化・相変化を含まないことを確認した
- 計算基準
- モル基準: n × C_m × ΔT
検算時の結果
- 温度差×熱容量の概算量
- 2.25 kJ
1 kmol、29 kJ/(kmol K)、10 K差の顕熱
1 kmol × 29 kJ/(kmol K) × 10 K = 290 kJ です。
入力条件
- 物質量 n
- 1 kmol
- モル基準の熱容量 C_m
- 29 kJ/(kmol K)
- 温度差 ΔT
- 10 K差
計算基準
- 熱容量の条件
- 定圧の近似: Cpを使用
- 熱容量の適用範囲の確認
- 使用する Cp / Cv が対象温度区間・相・組成に適用できることを確認した
- 適用条件の確認
- 対象温度区間は同一相で、反応・混合・溶解・結晶化・相変化を含まないことを確認した
- 計算基準
- モル基準: n × C_m × ΔT
検算時の結果
- 温度差×熱容量の概算量
- 290 kJ
FAQ
このツールで水、酸素、水素などの比熱を自動選択できますか？
できません。このツールでは物質選択や内蔵比熱データベースを持たず、出典で確認した比熱または熱容量を入力する形式です。相変化、潜熱、温度依存の比熱推算とは分けて扱います。
Cp と Cv は同じように入力できますか？
同じではありません。定圧の近似ではCp、定容・閉じた系の近似ではCvを選びます。計算結果は温度差×選択した熱容量の概算であり、実際の機器熱負荷や任意過程の熱量をそのまま示すものではありません。
熱容量の適用範囲では何を確認しますか？
CpまたはCvの出典が、対象温度区間、相、組成に対応することを確認します。例えば、別の相の値、異なる組成の値、適用温度範囲外の値を使う場合は、このツールで計算を進めません。
相変化や反応熱も含めた熱量になりますか？
なりません。このツールは同じ相の範囲での顕熱だけを扱います。潜熱、反応熱、溶解熱、混合熱、蒸発・凝縮・融解・凝固は別途扱ってください。
冷却の場合はどう入力しますか？
終点温度から始点温度を引いた温度差を負の値で入力します。結果も負の値になりますが、符号の扱いは社内資料や熱収支の定義に合わせて確認してください。
設計熱負荷やヒーター容量の最終値に使えますか？
使えません。損失、効率、相変化、制御余裕、運転条件、安全率などを含む設計判断には、一次資料、社内基準、専門家確認を優先してください。
参考資料と確認範囲
このページの式、単位、定義、入力条件、適用範囲を確認するために参照した資料です。各資料が支える範囲は「確認範囲」に示します。個別の物性値、製品仕様、法規、設計条件については原典を確認してください。
-
IUPAC Gold Book: heat capacity
確認範囲: 定圧熱容量 Cp と定容熱容量 Cv を含む熱容量の定義
資料確認日: 2026-07-17
-
IUPAC Gold Book: specific heat capacity
確認範囲: 比熱容量を熱容量を質量で割った量として扱う定義
資料確認日: 2026-07-17
-
NASA Glenn Research Center: Specific Heats - cp and cv
確認範囲: 気体の一定圧過程で Δh = cp ΔT、一定容積過程で Δe = cv ΔT とする関係の例。気体を対象とした説明であり、物質ごとの熱容量値や相変化を含む条件の根拠ではありません。
資料確認日: 2026-07-26
次に確認する計算
今の入力・結果に必要な条件だけを補います。
物質を選ぶ気体比熱計算
酸素、窒素、水素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムのNIST Shomate係数から標準モル定圧熱容量Cp°と質量基準の定圧比熱を計算します。温度範囲外は自動停止しますが、相・組成・高圧実在気体への該当は自動判定せず、利用者が確認します。
次に確認する理由: 純酸素、窒素、水素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムについて、入力温度のNIST Shomate式Cp°を確認したいとき。
温度換算
℃、K、°Fを相互に換算し、温度そのものと温度差を分けて確認します。熱力学計算で必要な絶対温度Kの扱いも整理できます。
次に確認する理由: 温度差を作る前に、温度値と温度差の単位を取り違えていないか確認したいとき。
密度の温度補正計算
基準密度、基準温度、補正先温度、体膨張係数 beta から、液体密度の温度変化を近似的に補正します。出典値と適用温度範囲を確認するための実務向けチェックツールです。
次に確認する理由: 体積から質量を求めるための液体密度が、対象温度で使えるか確認したいとき。
ここでは次に確認しやすい関連計算だけを表示しています。ほかの計算は 計算ツール一覧 から目的別に探せます。
続けて確認するガイド
現在の条件で不足している前提、単位、適用範囲だけを確認します。
物性値推算で使う出典の選び方｜式・係数・適用範囲・検証値の確認
密度、比熱、粘度などを推算式で計算する前に、式、係数、入力値、適用範囲、検証値の出典を分けて確認するためのガイドです。物性値表や係数データベースではなく、推算式計算ページで根拠を記録するための考え方を整理します。
次に確認する理由: 比熱、質量、温度範囲、検証値の出典を分けて確認したいとき。
物性値の単位と基準の見分け方｜密度・比熱・粘度を式に入れる前に
密度、比熱、粘度、温度、圧力などの値を物性推算式や計算ツールに入れる前に、単位ファミリー、基準、温度・圧力条件、追加で必要な密度・分子量・圧力基準を確認するためのガイドです。
次に確認する理由: J/(kg K)、kJ/(kg K)などの比熱単位と温度差の基準をそろえたいとき。
ここでは入力前に特に確認しやすいガイドだけを表示しています。ほかの前提確認は ガイド一覧 から探せます。