什麼是熱量 - 概念、特徵和含義

什麼是熱量

熱是能量在系統和環境之間流動的過程，因為它們之間存在溫差。

為了更好地理解熱量是什麼，讓我們使用以下類比。熱量是高速公路上的車輛交通，而車輛是能源。沒有車輛的流通，就沒有交通，就好像沒有能量的傳遞，就沒有熱能。

當存在溫度差異時，能量或熱量的傳遞在身體與周圍環境之間建立。當達到熱平衡時，即當部件之間的溫度相同時，這種轉移結束。

環境與物體之間的熱量或能量傳遞方案 T A是環境溫度；T C是體溫。

例如，當我們用冷勺子蘸一杯熱茶時，勺子會變熱，茶會變冷，直到兩者達到相同的溫度。由於溫差，能量從茶轉移到勺子。

能量傳遞為熱量的機制是：

• 熱傳導：當材料的兩個部分保持在不同溫度時發生。例如，當您觸摸火鍋時，能量會從鍋傳導到您的手上。

• 熱對流：當流體通過溫差循環時發生。
  這就是當您打開房間內的加熱器時會發生的情況：加熱器周圍的空氣變暖並上升，而冷空氣則下降。

• 熱輻射：在未接觸的物體之間產生熱量時發生，就像太陽和地球之間發生的那樣。

比熱

比熱是需要傳遞給一公斤物質以使其溫度升高一度所需的能量。該物理量由小寫字母“c”表示，並取決於材料和壓力。

例如，要使1千克水的溫度升高1開爾文度，需要傳遞4190焦耳，所以水的比熱為4190焦耳/千克.K。將一公斤鐵的溫度升高 1 度，需要 462 焦耳 (c=462 Joule/kg.K)。

這意味著加熱水需要傳遞比加熱相同數量的鐵更多的能量。

為了找到一種物質的比熱，我們計算它的質量 (m) 和它的熱容 (C)，即這種物質可以吸收的熱量。使用的公式是：

查看更多關於比熱的信息。

潛熱

潛熱是傳遞給單位質量物質以改變其狀態的熱量。

• 熔化潛熱：是固體變成液體所必須傳遞的熱量；表示為 L f。
  例如，水的熔化潛熱為 334,103 焦耳/千克，即熔化 1 千克水，需要傳遞 334,103 焦耳的能量。

• 潛熱汽化：液體轉變為氣態所必須傳遞的能量；表示為 L v。
  例如，水的汽化潛熱為2260 103 J/kg，即蒸發1 kg水需要2 260 103 J的能量。

熱量和溫度之間的差異

我們千萬不要把“熱”和“溫度”混為一談。熱量是能量傳遞的過程，而溫度是物體或物質的原子或分子的平均內部運動的量度。因此，材料顆粒的內部運動越大，溫度越高。

溫度可以用不同的尺度測量：開爾文 (K)、攝氏度或攝氏度 (ºC) 或華氏度 (ºF)。為了測量身體的溫度，我們將溫度計與它接觸。

測量熱量的單位是焦耳，它是國際體系中能量的基本單位。但是，在某些情況下會使用卡路里。

具體而言，卡路里 (cal) 定義為將 1 克水的溫度從 14.5 ºC 升高到 15.5 ºC 所需的能量。從這個意義上講，1 卡路里等於 4,186 焦耳。

也可以看看：

• 溫度

• 卡路里

• 蒸發

• 融合