能量与热力学第一定律

热,是能量从较热的物体流向较冷的物体的过程,原因仅仅是它们之间存在温差。捧着一杯可可,冰凉的手指就暖了起来:能量正从热饮流进你的皮肤,不靠推也不靠拉——只凭接触和温度差。这种自发的、由高往低的能量流动,就是物理学家说的热。

要注意,热是一个过程,而不是一种所有物。它是跨过边界、正在途中的能量,只在跨越发生的那一刻才存在。一旦可可和你的手达到了同样的温度,热就不再流动了,尽管两者仍各自握着不少内能。在公式里它写作 q:能量流入系统时记为正,离开系统时记为负。

热是一个路径函数:流过多少,取决于变化所走的路线,而不只看起点和终点状态。正因如此,说某个物体「含有」多少热是错的。它含有的是内能;而热,是这份能量跨过系统边缘的两条途径之一——另一条是功。

把一块烧热的铁马蹄铁丢进一桶凉水里,水会变暖,铁会变凉。能量以热的形式从铁流向水,直到两者稳定在同一温度。

热总是自发地由热流向冷,不靠外力绝不会反过来。

日常说话里,「热」常和温度、暖意混着用,但在热力学中它有严格的含义:因温差而在途中流动的能量。温度告诉你某物有多热;热告诉你由于这种冷热差,有多少能量正在跨越边界。

又称
qthermal energy transfer熱量