熱、溫度與熱能

熱是因為溫度差而在流動的能量。當你雙手捧著溫熱的馬克杯,能量會從較熱的杯子流進較涼的手,而你就把這股流動感受成「溫暖」。熱總是自發地從較熱處流向較冷處——沒有外力幫忙的話,絕不會反方向走。

精確地說,熱(符號 Q)是純粹因溫度差而在系統與外界之間傳遞的能量。它以焦耳(J)為單位;較早的單位「卡(calorie)」則是把一公克水升高一攝氏度所需的熱量。對物質加熱可依 Q = m c ΔT 使其溫度上升,其中 m 是質量、c 是比熱、ΔT 是溫度變化量。

這裡有個初學者一定要弄對的微妙重點:熱是「傳遞中」的能量,而不是儲存在物體裡的某種物質。物體並不「含有熱」——它含有的是內能(熱能),而「熱」是能量在從熱處跨越邊界流向冷處時的名稱。熱和溫度也不同:溫度是每個粒子的平均能量,熱則是能量的流動。

把熱茶倒入冷杯,熱會從茶流向杯,直到兩者同溫;把 0.2 kg 的水升高 80°C,約需 Q = m c ΔT = 0.2 × 4186 × 80 ≈ 67000 焦耳。

熱是因溫度差而流動的能量,以焦耳為單位。

物體從不「含有熱」——它含有的是內能;「熱」只是能量在因溫度差而傳遞時的名稱。

又稱
Q熱量