熱、溫度與熱能

溫度

溫度就是日常在問「有多熱、有多冷?」時的答案,是溫度計上顯示的數字,也是你摸馬克杯或踏進泳池時的感覺。不過在這個熟悉的感受底下,其實藏著一個精確的物理概念:它描述的是物質內部的原子與分子正在做什麼。

在物理上,溫度是組成物質的粒子(原子或分子)隨機振動運動之平均動能的量度。粒子平均運動得越快,溫度就越高。溫度也決定熱流動的方向:能量會自發地從溫度較高的物體流向溫度較低的物體,直到兩者達到相同溫度為止。在國際單位制中,溫度以克耳文(K)為單位;日常生活則常用攝氏度(C)。

一個必須誠實說清楚的重點:溫度並不等於熱,也不等於熱能。溫度是「強度量」,與物質的多寡無關。一顆火花可以高達數千度,卻幾乎不帶什麼能量;而 40°C 的一整缸溫水,所含的熱能遠比 100°C 一小杯沸水還多。溫度告訴你的是每個粒子的平均能量,而不是總能量。

體溫計顯示 38.5°C 而非正常的 37.0°C,就代表發燒了——身體分子平均振動能量只升高 1.5°C,就足以讓人感到不適。

小小的溫度變化就很關鍵:溫度衡量的是分子的平均能量,而不是總能量。

溫度並不是量度物體「含有多少熱」——物體含有的是內能而非熱,而且較熱的物體所帶的總能量,可能比溫度較低但大得多的物體還少。

又稱
T溫度