比熱 — CAE用語解説

比熱c_pは「1kgの物質の温度を1℃（1K）上げるのに必要な熱量」だよ。水は約4186 J/(kg·K)で非常に大きく、鉄は約450 J/(kg·K)。だから同じ熱量を加えても鉄は水の約9倍早く温度が上がる。電子機器の冷却設計では、ヒートシンクのアルミ（約900 J/(kg·K)）が過渡的にどれだけ熱を吸収できるかを比熱で見積もるんだ。

c_pは圧力一定で加熱したときの比熱、c_vは体積一定で加熱したときの比熱。固体や液体ではc_p ≈ c_vだからほぼ気にしなくていいけど、気体ではc_p > c_vで差が大きい。理想気体ならc_p - c_v = R（気体定数）。圧縮性CFDでは比熱比γ = c_p/c_v が音速の計算に使われるから、この区別は重要だよ。

変わるよ。特に高温域では無視できない。例えばステンレス鋼のc_pは室温で約500 J/(kg·K)だけど、800℃では約600 J/(kg·K)に増加する。溶接シミュレーションのように温度範囲が広い問題では、温度依存テーブルを入れないと過渡的な温度履歴がかなりずれるんだ。

熱伝導方程式の左辺にρc_pが入っていて、これが温度変化の速さを支配するんだ。

まさに。比熱は単位質量あたりの値で、熱容量C = m·c_pは物体全体の値。過渡熱解析ではρc_p（体積あたりの熱容量）が温度応答の時定数を決める。だから軽くても比熱が大きい材料（水やポリマー）は温度が上がりにくいんだよ。

熱伝導率と熱容量は三位一体。この3つで熱拡散率α = k/(ρc_p) が決まり、過渡熱解析の特性がほぼ決まるよ。

温度範囲が100℃以内なら一定値でも問題ないケースが多いけど、それ以上広い範囲ならテーブル入力がおすすめ。材料データベース（MPDB等）で確認してね。