熱
| 熱 | |
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 熾熱的金屬棒顯示白熾燈，由於溫度而引起的光的發射，通常被認為是熱源
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常見符號 |
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| SI單元 | 焦耳 |
其他單位 |
英國熱線單元，卡路里 |
| 在SI基礎單元中 | kg猛 |
| 方面 |  |
在熱力學中，熱能是由於溫度差而在系統之間傳遞的熱能。在通言使用中，熱量有時是指熱能本身。熱能是物質中振動和碰撞原子的動能。
可以從右手照片中獲得正式與非正式使用的一個示例，其中金屬條是從熱端到冷端“導電” ，但是如果金屬棒被認為是熱力學系統，則在金屬棒中流動的能量稱為內部能量，而不是熱量。熱金屬棒也將熱量轉移到周圍環境中，這是嚴格和鬆散的熱量含義的正確陳述。非正式使用情況的另一個例子是術語熱含量，儘管物理學將熱量定義為能量轉移。更準確地說，系統或身體中包含的熱能，因為它存儲在振動模式的微觀自由度中。
熱量是通過涉及運動原子模式或相應的宏觀特性的機制轉移或從熱力學系統轉移的能量。這種描述性表徵不包括通過熱力學工作或傳質的能量轉移。定義在定量上，過程中涉及的熱量是系統的最終狀態和初始狀態之間的內部能量差異，並減去過程中所做的工作。這是熱力學第一定律的表述。
量熱法是通過對相互作用物體的影響（例如，通過融化的冰量或人體溫度變化）的影響來測量作為熱量傳遞的能量的量。
在國際單位系統（SI）中，焦耳（J）是一種能量形式的測量單位。
符號和單位
作為一種能量形式，熱量在國際單位系統（SI）中具有焦耳（J）。此外，許多應用工程的分支都使用其他傳統單元，例如英國熱線單元（BTU）和卡路里。加熱速率的標准單元是瓦特（W），定義為每秒一個焦耳。
魯道夫·克勞西烏斯（Rudolf Clausius）和麥奎恩（Macquorn）在c中引入了熱量Q。 1859年。
系統進入周圍環境的熱量是按照限制的（ q <0 ）；當系統吸收周圍的熱量時，它為正（ q > 0 ）。傳熱率或單位時間的熱流量，用
經典熱力學
熱和熵
1856年，魯道夫·克勞西烏斯（ Rudolf Clausius任何其他永久性變化都可以互相互換，稱為等效，然後在溫度t上工作的熱量Q的世代具有等效值：”
1865年，他來定義了S象徵的熵，因此，由於溫度下的熱量Q的供應，系統的熵被增加
-
()
在能量作為熱量的轉移中，沒有完成工作，周圍環境中熵的變化和越來越多的系統會變化。系統中熵的增加的增加可能被認為由兩個部分組成，一個相匹配或“補償”的增量δs ' ，周圍環境中的熵的變化， -Δs ' ，a進一步的增量，可能被認為是在系統中被視為“產生”或“產生”的δ '' ，因此被認為是“無償”的。因此
這也可以寫
因此，系統和周圍環境中熵的總變化是
這也可以寫
然後說，已經從周圍環境轉移了一定數量的熵δS ' 。因為熵不是保守的數量，所以這是一般語言方式的例外，其中傳遞的數量是保守數量。
從熱力學的第二定律來看，在自發的熱量中，系統的溫度與周圍環境的溫度不同：
為了進行傳輸的數學分析，人們認為虛構的過程被稱為可逆的過程，系統的溫度T幾乎不小於周圍環境的溫度T，並且以明顯緩慢的速度進行轉移。
遵循上述公式（ 1 ）中的定義，對於這種虛構的可逆過程，將一定數量的轉移熱δQ （不精確的差異）分析為數量T D S ，其中D S （精確的差異）：
這種平等僅適用於沒有熵產生的虛擬轉移，也就是說，沒有熵的熵。
相反，如果該過程是自然的，並且可以真正發生不可逆性，那麼熵產生，而d s不補償> 0 。 Clausius稱其為“未補償的熱量”，儘管這與當今的術語不一致，但該數量被稱為“未補償的熱量”。然後有一個
這導致聲明
這是封閉系統熱力學的第二定律。
在假設局部熱力學平衡假設的近似的非平衡熱力學中，有一個特殊的符號。假定能量作為熱的傳遞是在無限的溫度差上進行的，因此系統元素及其周圍環境的溫度t足夠相同。然後一個寫作
根據定義
自然過程的第二定律斷言
熱和焓
對於封閉的系統（從該系統進入或退出的系統），熱力學的第一定律指出，系統的內部能量δu的變化等於提供給系統的熱量Q。系統在周圍環境中完成的熱力學工作量。本文中使用了上述工作標誌公約，但是替代標誌公約，其次是IUPAC進行工作，是將周圍環境在系統上執行的工作視為正面的工作。這是許多現代物理化學教科書所採用的慣例，例如彼得·阿特金斯（Peter Atkins）和伊拉·萊文（Ira Levine），但許多有關物理學的教科書都將工作定義為系統所做的工作。
可以重新編寫此公式，以表達純粹基於絕熱工作概念傳遞的熱量的能量的定義，如果認為δU僅通過絕熱工作的過程來定義和測量：
系統完成的熱力學工作是通過其熱力學狀態變量定義的機制，例如其體積V ，而不是通過一定涉及周圍環境中機制的變量。後者是軸工作，包括等距工作。
內部能量u是狀態函數。在周期性的過程中，例如加熱發動機的運行，工作物質的狀態函數在循環完成後返回其初始值。
在無限過程中內部能量的差分或無限增量是一個精確的差異。精確差異的符號是小寫字母d 。
相比之下，在無限過程中，無限遞增的δQ和δW都不代表系統狀態函數的變化。因此，熱量和工作的無限遞增是不精確的差異。小寫的希臘字母deltaδ是不精確差異的符號。在系統離開然後返回相同熱力學狀態的過程中，任何不精確差的積分不一定等於零。
如上所述，在截面的熱量和熵中，熱力學的第二定律觀察到，如果在可逆過程中向系統提供熱量，則熱量δQ的增加，溫度t形成了精確的差異
s（工作體的熵）是狀態函數。同樣，具有明確的壓力， P ，在緩慢移動（過度）邊界後面，工作差異， δW ，壓力p ，組合形成精確的差異
使用v系統的體積，這是狀態變量。通常，對於沒有組成變化的均勻壓力和溫度的系統，
與這種微分方程相關的是一個概念，即內部能可以被認為是其自然變量S和V的函數u （ s ， v ） 。基本熱力學關係的內部能量表示為
如果V是恆定的
如果p是恆定的
用焓H定義
焓可能被認為是其自然變量s和p的函數h （ s ， p ） 。基本熱力學關係的焓表示為
內部能量表示和焓表示是彼此的局部傳統變換。它們包含以不同方式編寫的相同物理信息。像內部能量一樣，焓作為其自然變量的函數是熱力學潛力，並且包含有關身體的所有熱力學信息。
如果僅在周圍的環境中添加一個熱量Q時，將其添加到身體中，則
如果將其限制在恆定壓力下發生，則IE具有δp = 0 ，則體內的膨脹工作W =PδV給出了W = PδV 。回憶了熱力學的第一定律，一個人
因此，通過替代
在這種情況下，焓的增加等於添加到系統中的熱量。這是確定量熱法對化學反應焓變化的基礎。由於許多過程確實在恆定的大氣壓下進行，因此有時會賦予“熱含量”或熱功能的誤導性名稱，而實際上它在很大程度上取決於共價鍵和分子間力的能量。
就狀態函數h的自然變量h而
眾所周知，溫度t （ s ， p ）與
最後，
在這種情況下，積分指定在恆壓下傳輸的一定數量。
歷史
作為一個普通名詞，英語的熱或溫暖（就像法國的Chaleur ， GermanWärme ，Latin Calor ，希臘語θάλπος等）一樣，是指（人類對）熱能或溫度的感知。關於熱能或“熱”作為一種單獨的物質形式的猜測具有悠久的歷史，被確定為熱量理論， Phlogiston理論和火。
哲學家已經用普通語言討論了熱量。一個例子是約翰·洛克（John Locke）的1720年報價：
- 熱，是對物體無敏部位的一種非常輕快的攪動，它在我們內部產生了這種感覺，從那裡我們將物體變熱。因此，在我們的感覺上是熱的，在物體中只是運動。順便說一句，這齣現了熱量：因為我們看到在木板上摩擦黃銅釘會使它變得非常熱；手推車和教練的車軸是經常很熱，有時在某種程度上，它通過摩擦輪轂上的室中的插圖而著火了。
焦耳反復引用了這一消息來源。約翰·廷德爾（John Tyndall ）被認為是運動方式（1863年）的熱量有助於將熱量作為講英語的公眾運動的想法。該理論是在法語，英語和德語的學術出版物中開發的。從早期開始，卡諾（Carnot）使用的法國技術術語Chaleur被視為英國熱量和德國瓦爾姆（DermanWärme ）（點亮。“溫暖”，而同等的熱量則是德國烈心人。
經典熱力學
對熱量的現代理解通常部分歸因於湯普森的1798熱理論（ 有關熱量來源的實驗詢問，這是由於摩擦而激發的），這表明了與熱量的機械相等。尼古拉斯·克萊門（NicolasClément）和薩迪·卡諾（Sadi Carnot ）（1820年代對火的動力的反思）之間的合作在類似的路線上具有一些相關的思想。 1842年，朱利葉斯·羅伯特·梅耶（Julius Robert Mayer）在紙漿中產生熱量並測量溫度升高。 1845年，焦耳（ Joule電阻和在水桶中的槳旋轉。經典熱力學理論在1850年代至1860年代成熟。
克勞西烏斯（1850）
1850年，克勞西烏斯（Clausius）回應了焦耳（Joule）對摩擦的熱量產生的實驗證明，拒絕了熱量保護的熱量學說，寫作：
- 如果我們假設熱量像物質一樣不能減少數量，我們還必須假設它不能增加。但是，除了假設實際增加熱量外，幾乎不可能解釋摩擦帶來的溫度升高。焦耳的仔細實驗是通過機械力以各種方式形成熱量的，幾乎可以肯定地確定，不僅可以增加熱量的量，而且是新生產的熱量與該熱量成正比的事實工作在其生產中花費了。可以進一步指出，許多事實已經發生了，這些事實傾向於推翻熱量本身就是身體的假設，並證明它是由身體的最終顆粒運動組成的。
魯道夫·克勞西烏斯（Rudolf Clausius）於1850年引入了過程函數Q。克勞西烏斯（Clausius）用德國化合物Wärmemenge描述了它，被翻譯為“熱量”。
詹姆斯·克萊克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）在其1871年的熱理論中概述了四個關於熱的定義的規定：
過程函數Q被克勞西烏斯稱為Wärmemenge ，或翻譯中的“熱量”。將“熱”用作特定概念的縮寫形式的“作為熱量轉移的能量數量”導致了20世紀初期的某種術語混亂。即使在經典的熱力學中，“熱”的通用含義也只是“熱能”。自1920年代以來，建議使用焓來指代“恆定體積的熱量含量”，以及一般意義上“熱”的熱能，而“熱”是為了非常具體的環境。在兩個系統之間的熱能傳遞。倫納德·本尼迪克特·勒布（ Leonard Benedict Loeb
- 在熱度法完美之後[...]在熱場中取得的下一個巨大進步是一個稱為熱量的術語的定義。 [...放棄熱量理論後]仍然要根據將所有熱量歸因於氣體分子動力學的理論來解釋這種非常確定的概念，即熱量。
理查德·費曼（Richard Feynman）引入了帶有物理描繪的熱量，與原子和分子的跳動運動有關，而快速運動對應於溫度升高。為了進一步解釋物理學，他使用了“熱能”一詞和“熱能”。
布萊恩（1907）
1907年，GH Bryan發表了對熱力學基礎，熱力學的基礎的調查：主要涉及第一原理及其直接應用的入門論文BG Teubner，Leipzig。
布萊恩（Bryan）在經驗上建立熱力學時正在寫作，但人們仍然有興趣指定其邏輯結構。 1909年的Carathéodory作品也屬於這個歷史時代。 Bryan是一名物理學家，而Carathéodory是一名數學家。
布萊恩（Bryan）從熱量和溫度概念的介紹性章節開始了他的論文。他舉了一個例子，說明加熱的概念提高了人體的溫度與加熱的概念相矛盾，因為加熱的概念將大量的熱量賦予了該人體。
他將絕熱的轉變定義為身體既沒有獲得也不會失去熱量的轉化。這與定義絕熱轉化的不完全相同，而這種轉化的發生在壁上不受輻射和傳導的牆壁所包圍的體內。
他將量熱法視為測量熱量的方法。他認為水俱有最大密度的溫度。這使水在該溫度周圍不適合作為溫度測定物質。他打算提醒讀者，熱力學家為什麼更喜歡溫度的絕對尺度，而與特定溫度計的特性無關。
他的第二章始於本傑明·湯普森（Benjamin Thompson） ，由漢弗萊·戴維（Humphry Davy） ，羅伯特·梅耶（Robert Mayer）和詹姆斯·普雷斯科特（James Prescott Joule）撰寫的本傑明·湯普森（Benjamin Thompson）的摩擦來源。
他說明了熱力學的第一定律，或Mayer -Joule原理如下：
- 當熱量轉化為工作或相反的工作轉化為熱量時，獲得或流失的熱量與丟失或獲得的工作數量成正比。
他寫了：
- 如果在動力單元中測量熱量，則機械等效物將等於統一，並且熱力學方程式假定更簡單，更對稱的形式。
他解釋了Lavoisier和Laplace的熱量理論在純量熱法方面是有意義的，儘管它未能通過諸如摩擦和電力傳導等機制來解釋工作轉化為熱量。
他具有合理定義的熱量，繼續考慮第二定律，包括開爾文的絕對熱力學溫度定義。
在第41節中，他寫道：
- §41。可逆過程的物理不真實。在本質上，所有現像在越來越多的程度上都是不可逆轉的。天體的動作具有最接近可逆動作的近似值，但是在地球上發生的動作在很大程度上受到摩擦，粘度，電和其他電阻的阻礙，如果反向移動物體的相對速度相反，這些電阻仍然會阻礙。相對運動，如果動作完全可逆，不會像應有的那樣加速。
然後，他說明了能源保護的原則。
然後他寫道：
- 與不可逆現像有關，必須假定以下公理。
- （1）如果系統可以進行不可逆轉的更改，它將這樣做。
- （2）完全可逆的變化不能發生自身；這樣的變化只能被視為不可逆轉的變化的限制形式。
在第46頁上，他在熱連接中考慮了封閉的系統，他寫道：
- 因此，我們被指出了一個系統，在該系統中，能量可以從一個元素傳遞到另一個元素，而不是通過機械工作的性能。
在第47頁，他仍在考慮熱連接中的封閉系統，他寫道：
- §58。熱量。定義。當能量從一個系統的一個系統或一部分流向另一個系統以外的另一個系統以外的方式流動時，如此轉移的能量被稱為熱。
在第48頁上，他寫道：
- §59。當兩個屍體互相熱起作用時，一個由一個人獲得的熱量和另一個屍體丟失的熱量不一定相等。
- 對於距離的身體，可以將熱量從中間培養基中取出或給予。
- 以太的任何部分收到的熱量可以與材料體接收的方式相同。 [他在想熱輻射。]
- 當兩個與接觸的粗糙體之間發生滑動時，會發生另一個重要的例外。所做作品的代數總和與零不同，因為儘管動作和反應是相等的，並且相反的是接觸的身體部分的速度。此外，在此過程中損失的工作不會增加系統的相互勢能，並且身體之間沒有乾預介質。除非能夠以其他方式考慮損失的能量（如摩擦產生電氣化時），否則遵循能量保護原則，即兩個系統獲得的熱量的代數總和等於工作量因摩擦而丟失。 [如上所述，布里奇曼（Bridgman）回應了這個想法。]
Carathéodory（1909）
熱力學中熱量的著名和頻繁定義是基於Carathéodory （1909）的工作，指的是封閉系統中的過程。 Carathéodory回應了Max Born的一個建議，即他研究了熱力學的邏輯結構。
在任意狀態x中身體的內部能量u x可以由人體從參考狀態o開始時在周圍環境上絕熱的工作量來確定。通過在身體周圍定義的數量來評估此類工作。據認為，可以準確評估此類工作，而不會因周圍環境中的摩擦而出錯。該定義不排除體內的摩擦。工作的絕熱性能是根據絕熱牆來定義的，這些壁允許能源作為工作轉移，但沒有其他能量或物質的轉移。特別是它們不允許能量作為熱量傳遞。根據這個定義，絕熱進行的工作通常伴隨著熱力學系統或身體中的摩擦。另一方面，根據Carathéodory（1909）的說法，也存在非絕熱的透明壁，這些壁被認為僅滲透於熱量。
為了定義被傳遞為熱量的能量數量，通常會設想通過具有兩個成分的過程，一個絕熱，另一個不是絕熱的過程，從狀態o達到了任意利益狀態y 。為了方便起見，人們可能會說絕熱組成部分是人體通過體積通過牆體移動而完成的工作之和，而非絕熱壁是暫時呈現絕熱的，以及等速絕熱的工作。然後，非絕熱組件是通過壁的能量轉移的過程，僅通過熱量，而新近使得從周圍環境到人體的轉移目的可訪問。內部能量從狀態o到達狀態的變化是傳遞的兩個能量的差異。
儘管Carathéodory本人並未陳述這樣的定義，但在他的工作之後，在理論研究中習慣將熱量（Q ）定義為從周圍環境中定義的熱量，這是從狀態o轉變為狀態的結合過程，因為變化的變化內部能量， δu y ，減去由人體通過絕熱過程在周圍的身體上完成的工作量，以便q =δu y -w 。
在此定義中，為了概念上的嚴格，並非直接根據非絕熱過程指定作為熱量傳遞的能量的數量。它是通過確切的兩個變量的知識來定義的，即內部能量的變化和所做的絕熱工作數量，從參考狀態o到任意狀態y的合併過程。重要的是不要明確涉及合併過程的非絕熱組件中傳遞的能量量。在這裡，假設通過純粹的絕熱過程確定，從狀態o傳遞到狀態y所需的能量量是獨立於合併過程的變化，它是無關的。狀態X上方的內部能量。在這個定義中受到珍視的嚴謹性是，只有一種和只有一種能源轉移是基本的：作為工作轉移的能量。作為熱量的能量轉移被認為是派生數量。在該方案中，工作的獨特性被認為是為了保證構想的嚴格性和純潔性。基於作為理想概念傳遞的能源的概念，該定義的概念純度依賴於以下想法：某些無摩擦和非摩擦的能量轉移過程可以在物理現實中實現。另一方面，熱力學的第二定律向我們確保了這種過程在自然界中沒有發現。
在基於Carathéodory的1909年論文的嚴格數學定義之前，歷史上，熱力學教科書中提出了熱力學，溫度和熱平衡，作為共同原始的概念。 Carathéodory介紹了他的1909年論文：“在沒有訴諸於無法在實驗中無法驗證的任何假設可以被視為在上個世紀完成的最引人注目的研究結果之一，因此可以將熱力學學科是合理的，這是合理的。 。” Carathéodory提到“在過去五十年中活躍的大多數活躍的作者採用的觀點”，Carathéodory寫道：“存在一種稱為熱量的物理數量，與機械數量（質量，力，壓力等）不完全相同）以及其變異可以通過量熱測量來確定。”詹姆斯·塞林（James Serrin）介紹了熱力學理論的描述：“在下一節中，我們將使用經典的熱，工作和熱度作為原始元素的概念，……熱力學是適當的自然原始元素Carnot接受了其持續的有效性，這是熱力學結構的原始元素，這是因為它綜合了基本的物理概念，以及它在最近的工作中成功使用以統一不同的本構理論。”這種傳統的熱力學基礎表現包括通過以下陳述來概括的思想，即傳熱純粹是由於溫度的空間不均勻性，並且是通過傳導和輻射從較熱到較冷的身體進行的。有時建議這種傳統的演講必然取決於“循環推理”。
這種替代方法是隨著邏輯結構與carathéodory的邏輯結構不同的定義的定義，在上面敘述了邏輯結構。
這種替代方法將量熱法作為測量作為熱量傳遞的能量數量的主要或直接方法。它依靠溫度作為其原始概念之一，並用於量熱法。可以預見的是，在物理上存在足夠的過程以允許測量內部能量的差異。此類過程不僅限於能源的絕熱轉移。它們包括量熱法，這是找到內部能量差異的最常見實際方法。所需的溫度可以是經驗或絕對熱力學的。
相比之下，在上面敘述的carathéodory方法不會在其主要定義的熱量定義中使用量熱或溫度作為熱量。 Carathéodory方法僅將量熱法視為測量作為熱量傳遞的能量數量的次要或間接方式。正如上面更詳細的那樣，Carathéodory的方式將在過程中以熱量或直接定義為殘餘量的過程中傳遞的能量數量。它是根據系統初始和最終狀態的內部能量的差，以及系統在過程中完成的實際工作。應該通過純粹的能源作為工作的絕熱轉移的過程（即在初始狀態和最終狀態之間採用系統的過程）來預先測量內部能量差。通過從實驗中知道的，實際上存在足夠的絕熱過程，因此，以carathéodory的方式進行了假設，因此無需求助於量熱法即可測量作為熱量傳遞的能量的數量。這種預設是必不可少的，但明確標記為熱力學定律，也不是carathéodory方式的公理。實際上，這種絕熱過程的實際物理存在實際上主要是假設，而在大多數情況下，這些過程實際上並未得到經驗驗證。
普朗克（1926）
多年來，例如，在他的1879年論文中，尤其是在1926年，普朗克提倡通過摩擦作為定義熱量的最特定方法來產生熱量。普朗克批評Carathéodory沒有參加。 Carathéodory是一位數學家，他喜歡用絕熱過程來思考，並且可能發現易碎的摩擦是棘手的，而Planck是一名物理學家。
傳播熱量
兩個物體之間的傳熱
參考傳導時，帕丁頓寫道：“如果將熱的身體與寒冷的身體進行接觸，那麼熱體的溫度會降低，而冷身體的溫度升高，據說已經從熱身體的熱身體。”
麥克斯韋（Maxwell）指的是：“在輻射中，較熱的身體會損失熱量，並且較冷的身體通過在某些中間介質中發生的過程而受到熱量，而這種過程本身並不能自然變得熱。”
麥克斯韋（Maxwell）寫道，對流這樣“不是純粹的熱現象”。在熱力學中，對流通常被視為內部能量的運輸。但是，如果對流是封閉和循環的，則可以將其視為一個中介機構，將能量作為源和目的地物體之間的熱量傳遞，因為它僅傳輸能量，而不是從源到目的地主體的重要性。
根據封閉系統的第一定律，僅當熱量留下一個身體並進入另一個身體時，能量轉移，改變了每個人的內部能量。能量作為工作之間的轉移是改變內部能量的一種補充方式。儘管從嚴格的物理概念的角度來看，這在邏輯上並不嚴格，但表達這一點的一種常見單詞形式是說熱和工作是可互通的。
僅使用熱量和工作轉移的周期性操作的發動機具有兩個熱儲層，一個熱儲層和一個冷庫。相對於這些儲層，它們可能由工作機構的工作溫度的範圍進行分類。在加熱發動機中，工作主體始終比熱儲層要冷，並且比冷藏庫更熱。從某種意義上說，它使用傳熱來產生工作。在熱泵中，在循環階段的工作體既比熱儲層都要熱，又比冷儲層更冷。從某種意義上說，它使用工作來產生傳熱。
加熱引擎
在經典的熱力學中，通常考慮的模型是熱發動機。它由四個屍體組成：工作機構，熱水庫，冷藏庫和工作庫。循環過程使工作機構處於不變狀態，並被設想為無限期地重複。設想工作機構和工作儲層之間的工作轉移是可逆的，因此只需要一個工作庫。但是需要兩個熱儲層，因為作為熱量的能量轉移是不可逆的。一個週期看到工作機構從熱儲層中汲取的能量，並發送到另外兩個水庫，即工作庫和冷藏庫。熱儲層總是，只能提供能源，而冷藏庫始終只能獲得能量。熱力學的第二定律要求冷儲層未收到能量，不會發生任何循環。當初始溫度和最終溫度的比率更高時，熱發動機的效率更高。
熱泵或冰箱
另一個通常考慮的模型是熱泵或冰箱。同樣，有四個屍體：工作機構，熱水庫，冷藏庫和工作庫。單個週期從比冷儲層更冷的工作體開始，然後從冷儲液中的工作機構將能量作為熱量吸收。然後，水庫確實在工作機構上工作，增加了其內部能量，使其比熱儲層更熱。熱工作的身體將熱量傳給了熱儲層，但仍然比冷藏庫更熱。然後，通過允許其擴展而不將熱量傳遞給另一個身體，使工作主體比冷儲層更冷。現在，它可以接受從冷儲液中的熱傳遞，以開始另一個週期。
該設備已將能源從更冷的水庫運輸到更熱的水庫，但這並不是無生命的機構認為。相反，它被視為利用工作。這是因為不僅是由簡單的熱力學過程，還通過熱力學操作和過程的周期來提供的工作，不僅是通過簡單的熱力學過程提供的工作，因此可以將其視為動畫或利用機構的指示。因此，週期仍然與熱力學的第二定律一致。當熱泵最少的溫度差異最低時，熱泵的“效率”（超過統一）是最好的。
從功能上講，此類發動機以兩種方式使用，區分目標儲層以及資源或周圍儲層。熱泵將熱量從資源或周圍儲層中的目標轉移到熱庫中。冰箱將熱量從冷藏庫作為目標轉移到資源或周圍的儲層。目標儲層可能被認為是洩漏的：當目標洩漏到周圍環境時，使用熱泵；當目標洩漏到周圍環境時，會使用冷藏。引擎正在利用洩漏來克服洩漏。
宏觀視圖
根據普朗克的說法，有三種主要的概念方法。一種是微觀或動力學理論方法。另外兩種是宏觀方法。宏觀方法之一是通過在熱力學之前採取的能量保護定律，並在Helmholtz的工作中對過程進行了機械分析。在本文中，這種機械觀點是當前的熱力學理論的習慣。另一個宏觀方法是熱力學方法，它作為一種原始概念接受熱力學方法，這是通過科學誘導能源保護法的科學誘導。這種觀點被廣泛認為是實用的觀點，通過量熱法測量的熱量。
貝林還將兩種宏觀方法區分為機械和熱力學。熱力學觀點是由19世紀的熱力學創始人捕獲的。它將傳遞熱量的能量數量視為一種原始概念與原始溫度概念相干，主要通過量熱法測量。熱量表是系統周圍環境中的身體，其溫度和內部能量。當它通過傳熱路徑連接到系統時，它的變化測量傳熱。赫爾姆霍爾茨（Helmholtz）開發了機械觀點，並在20世紀開發和使用，主要是通過Max Born的影響。它將傳熱的數量視為一種衍生概念，定義為封閉系統的概念，是通過工作轉移以外的機制傳遞的熱量，後者被視為由宏觀力學定義的熱力學原理。根據Born的說法，伴隨物質轉移的開放系統之間的內部能量“不能簡化為力學”。因此，沒有根據熱量轉移或與物質轉移相關的作品傳遞的能量數量的定義。
然而，對於非平衡過程的熱力學描述，希望在系統和周圍環境之間沒有物理障礙或壁時，考慮到周圍環境在關注系統中建立的溫度梯度的影響，也就是說當他們彼此開放時。在這種情況下，機械定義在工作方面的不可能不會改變身體梯度會導致內部能量擴散通量的物理事實，從熱力學角度來看，這一過程可能被提出為轉移的候選概念能量作為熱量。
在這種情況下，可以預期也可能會有其他內部能量擴散通量的活躍驅動因素，例如驅動物質轉移的化學電位梯度，以及驅動電流和離子電池的電勢梯度；這種影響通常與溫度梯度驅動的內部能量的擴散通量相互作用，這種相互作用稱為交叉效應。
如果導致內部能量擴散傳遞的交叉效應也將其標記為熱傳輸，則有時會違反純熱傳遞僅在溫度梯度下發生的規則，而永遠不會上升。他們還將與所有熱傳遞都是一種和相同的原則相矛盾，這是基於封閉系統之間的熱傳導的原理。在熱力學視圖中，人們可能會嘗試純粹考慮純粹由溫度梯度驅動的熱通量作為擴散內能通量的概念組成部分，該概念專門基於基於對過程的詳細知識並間接評估的仔細計算。在這種情況下，如果發生porchance，就不會實現物質的轉移，並且沒有交叉效應，則熱力學概念和機械概念的重合，就好像一個人在處理封閉的系統一樣。但是，當物質轉移時，溫度梯度驅動內部能量擴散通量的確切定律，而不是完全可以知道，大多數是需要假設的，並且在許多情況下實際上是無法驗證的。因此，當物質轉移時，內部能量擴散通量的純“熱通量”成分的計算基於實際上無法驗證的假設。這是將熱量視為一種專業概念的原因，該概念主要和精確地與封閉的系統有關，並且僅以非常有限的方式適用於打開系統。
在這種情況下，在許多著作中，當含義更準確地稱為內部能量擴散通量時，使用“熱通量”一詞； “熱通量”一詞的使用是一種較舊且過時的語言使用的殘留物，使身體可能具有“熱含量”。
微觀視圖
在動力學理論中，通過微觀運動和組成顆粒（例如電子，原子和分子）的相互作用來解釋熱量。組成顆粒的動能的直接含義不是熱的。它是內部能量的組成部分。用顯微鏡術語，熱量是轉移量，並通過傳輸理論描述，而不是顆粒的穩定局部動能。傳熱是由溫度梯度或差異通過微觀動能和電勢粒子能量的擴散交換，粒子碰撞和其他相互作用引起的。弗朗西斯·培根（Francis Bacon）對此進行了早期和模糊的表達。它的精確和詳細版本是在19世紀開發的。
在統計力學中，對於封閉的系統（無物質轉移），熱量是與系統對系統的無序，顯微鏡作用相關的能量傳遞，與系統的能量水平的職業數量跳躍相關，而沒有變化。能量水平本身。宏觀熱力學工作可能會改變佔用數量而不會改變系統能級本身的值，但是將轉移的區別為熱量，即轉移完全是由於無序的微觀作用，包括輻射轉移。可以根據微晶體集合的統計分佈來製定數學定義，以少量的準靜絕熱工作。
量熱法
可以通過量熱法測量傳熱的數量，也可以通過基於其他量的計算來測量。
量熱法是過程中傳熱量的概念的經驗基礎。轉移的熱量是通過已知特性體的變化來衡量的，例如溫度升高，體積或長度變化或相變（例如冰的熔化）。
計算的熱量轉移數量可以依賴於假設的能量作為絕熱工作和熱力學的第一定律。這種計算是許多關於傳熱量的理論研究的主要方法。
工程
傳熱學紀律通常被認為是機械工程和化學工程的一個方面，涉及特定的應用方法，通過這些方法，通過該方法生成或轉換或轉移到另一個系統中的系統中的熱能。儘管熱量的定義隱含地是指能量的轉移，但“熱傳遞”一詞涵蓋了許多工程學科和外行語言中的傳統用法。
通常將傳熱描述為包括熱傳導，熱對流，熱輻射的機制，但可能包括相變的質量和熱量。
對流可以描述為傳導和流體流動的綜合作用。從熱力學的角度來看，熱量通過擴散以增加能量而流入液體，然後流體轉移（對流）這增加了內部能量（不是熱）從一個位置到另一個位置，然後再進行第二種熱相互作用再次通過擴散將熱量轉移到第二個身體或系統。整個過程通常被視為傳熱的附加機制，儘管從技術上講是“傳熱”，因此加熱和冷卻僅發生在這種導電流的任何一端，而不是由於流量的結果。因此，可以說傳導僅作為該過程的淨結果“轉移”熱量，但在復雜的對流過程中可能不會每次都這樣做。
潛在的熱量
詹姆斯·普雷斯科特（James Prescott Joule）在1847年的物質，活力和熱量的講座中，將潛熱和明智的熱量術語描述為熱量的組成部分，每個熱量分別影響了不同的物理現象，即顆粒的潛力和動能。他將潛在能量描述為通過吸引吸引在更大距離的顆粒距離所具有的能量，即一種勢能的形式，而明智的熱作為涉及顆粒運動的能量，即動能。
潛熱是在不變溫度變化的狀態變化期間被化學物質或熱力學系統釋放或吸收的熱量。這樣的過程可以是相變，例如冰的融化或水的沸騰。
熱容量
熱容量是可測量的物理量等於與對象與對象相同的溫度變化的比率。摩爾熱容量是純物質的每單位量（SI單位：摩爾）的熱容量，而特定的熱容量（通常稱為特定的熱量）是材料的每單位質量的熱容量。熱容量是物質的物理特性，這意味著它取決於所考慮的物質的狀態和特性。
在溫度下，單原子氣體（例如氦氣）的比熱幾乎是恆定的。氫氣（例如氫）表現出一定的溫度依賴性，三局部氣體（例如，二氧化碳）也更具依賴性。
在製定熱力學定律之前，通過參與機構狀態的變化來衡量熱量。
除重要例外，一些一般規則可以說如下。
通常，大多數屍體會在加熱上擴展。在這種情況下，以恆定體積加熱身體會增加其在約束壁上施加的壓力，而在恆定壓力下加熱會增加其體積。
除此之外，大多數物質具有三種公認的物質，固體，液體和氣體狀態。有些也可以存在於等離子體中。許多物質狀態，例如玻璃和液晶，許多人具有更細膩的分化狀態。在許多情況下，在固定溫度和壓力下，在物質的幾個不同狀態中可能存在一種物質，可以被視為相同的“身體”。例如，冰可能漂浮在一杯水中。然後據說冰和水構成“身體”內的兩個階段。確定的規則是已知的，說明了“身體”中不同階段如何共存。通常，在固定壓力下，加熱會導致固體融化或蒸發，並且加熱會導致液體蒸發。在這種情況下，冷卻具有相反的影響。
所有這些是最常見的情況，符合可以通過身體狀態變化來衡量加熱的規則。這種情況提供了所謂的熱量計體，可以定義經驗溫度。在1848年之前，所有溫度均以這種方式定義。因此，在熱量和溫度之間存在著緊密的聯繫，顯然在邏輯上確定了，儘管它們在概念上被認為是完全不同的，尤其是約瑟夫·布萊克（Joseph Black）在18世紀後期。
有重要的例外。它們打破了熱量和溫度之間明顯明顯的聯繫。他們清楚地表明，溫度的經驗定義是取決於特定溫度計的特性的，因此被排除在“絕對”標題中。例如，在277 K附近加熱的水合同。它不能用作該溫度附近的溫度測定物質。同樣，在一定溫度範圍內，冰就收縮了加熱。此外，在亞穩態狀態（例如在負壓下）可以僅在非常特殊的條件下生存，許多物質可以存在。這些事實有時稱為“異常”，是對絕對溫度的熱力學定義的一些原因。
在高溫測量的早期，另一個因素很重要，並由Josiah Wedgwood在他的高溫計中使用。通過粘土樣品的收縮來估計在過程中達到的溫度。溫度越高，收縮率越多。這是唯一可用的或多或少可靠的可靠方法，可以測量1000°C以上的溫度（1,832°F）。但是這種收縮是不可逆轉的。粘土不會在冷卻時再次擴展。這就是為什麼它可以用於測量的原因。但是只有一次。從通常的意義上講，它不是溫度計材料。
然而，絕對溫度的熱力學定義確實可以通過適當的範圍來對熱的概念進行必不可少的使用。
“熱情”
熱度的特性是熱力學的關注點，應在不提及熱概念的情況下定義。對熱度的考慮導致經驗溫度的概念。所有物理系統都能加熱或冷卻其他系統。關於熱度，比較術語更熱和較冷，這是由熱量從較熱的身體流到較冷的規則來定義的。
如果物理系統不均勻，或者非常迅速或不規則地變化，例如，通過湍流，可能無法通過溫度來表徵它，但是仍然可以將能量作為熱量和另一個系統之間的熱量傳遞。如果系統具有足夠規律的物理狀態，並且持續足夠長的時間以使其可以使用指定的溫度計達到熱平衡，則根據該溫度計，它具有溫度。經驗溫度計註冊了這種系統的熱度。這樣的溫度稱為經驗。例如，Truesdell撰寫了有關經典熱力學的文章：“每次，身體都被分配一個稱為溫度的實際數字。此數字是對身體的熱度的量度。”
太動盪而無法具有溫度的物理系統可能在熱度上仍然有所不同。據說將熱量傳遞到另一個物理系統的物理系統是兩者中的熱點。系統具有熱力學溫度需要更多。它的行為必須是如此規律，以至於所有適當校準和縮放的溫度計的經驗溫度相同，然後據說其熱度位於一維熱歧管上。這就是為什麼在Carathéodory和出生之後定義熱量的部分原因，僅是通過工作或物質轉移而發生的；在此現在廣泛接受的定義中，建議和故意未提及溫度。
這也是明確陳述熱力學的零性法則的原因。如果三個物理系統A ， B和C不在他們自己的內部熱力學平衡狀態下，則有可能在它們之間進行合適的物理連接， A可以加熱B和B可以加熱C ， C可以加熱A 。在非平衡情況下，流動週期是可能的。內部熱力學平衡的特殊且獨特的特徵是，這種可能性不向熱力學系統開放（在物理系統中所區別），這些系統處於其自身的內部熱力學平衡狀態；這就是熱力學的零零法需要明確陳述的原因。也就是說，這種關係“不比一般非平衡物理系統之間的關係冷”不是傳遞的，而相比之下，關係在自己的內部熱力學平衡狀態下的熱力學系統之間的溫度不如溫度低於“溫度”。是傳遞的。得出的是，關係是在熱平衡中的“與”是及物的，這是說明零定律的一種方法。
正如對足夠不均勻系統的溫度可能不確定一樣，對於不處於內部熱力學平衡狀態的系統，熵也可能不確定。例如，“太陽系的溫度”不是定義的數量。同樣，“太陽系的熵”也不在經典的熱力學中定義。不可能以明顯令人滿意的方式將非平衡熵定義為整個系統的簡單數字。