熱庫

在熱力學里，熱庫被視為是一固定溫度的熱來源。熱庫的溫度不會因為熱量增加或被抽離而有任何改變。

基本介紹

• 中文名：熱庫
• 外文名：Thermal reservoir

簡介

在熱力學里，熱庫被視為是一固定溫度的熱來源。熱庫的溫度不會因為熱量增加或被抽離而有任何改變。

熱力學

熱力學，全稱熱動力學（法語：thermodynamique，德語：Thermodynamik，英語：thermodynamics，源於古希臘語θερμός及δύναμις）是研究熱現象中物態轉變和能量轉換規律的學科；它著重研究物質的平衡狀態以及與準平衡態的物理、化學過程。熱力學定義許多巨觀的物理量（像溫度、內能、熵、壓強等），描述各物理量之間的關係。熱力學描述數量非常多的微觀粒子的平均行為，其定律可以用統計力學推導而得。

熱力學可以總結為四條定律：

• 熱力學第零定律定義了溫度這一物理量，指出了相互接觸的兩個系統，熱流的方向。
  
• 熱力學第一定律指出內能這一物理量的存在，並且與系統整體運動的動能和系統與與環境相互作用的勢能是不同的，區分出熱與功的轉換。
  
• 熱力學第二定律涉及的物理量是溫度和熵。熵是研究不可逆過程引入的物理量，表征系統通過熱力學過程向外界最多可以做多少熱力學功。
  
• 熱力學第三定律認為，不可能透過有限過程使系統冷卻到絕對零度。
  

熱力學可以套用在許多科學及工程的領域中，例如：引擎、相變化、化學反應、輸運現象甚至是黑洞。熱力學計算的結果不但對物理的其他領域很重要，對航空工程、航海工程、車輛工程、機械工程、細胞生物學、生物醫學工程、化學、化學工程及材料科學等科學技術領域也很重要，甚至也可以套用在經濟學中。

熱量

熱量是指由於溫度差別而轉移的能量；也是指1公克的水在1大氣壓下溫度上升1攝氏度所產生的能量; 在溫度不同的物體之間，熱量總是由高溫物體向低溫物體傳遞；即使在等溫過程中，物體之間的溫度也不斷出現微小差別，通過熱量傳遞不斷達到新的平衡。

由於溫差的存在而導致的能量轉化過程中所轉化的能量；而該轉化過程稱為熱交換或熱傳遞；熱量的公制為焦耳。

熱量與熱能之間的關係就好比是做功與機械能之間的關係一樣。若兩區域之間尚未達至熱平衡，那么熱便在它們中間溫度高的地方向溫度低的另一方傳遞。任何物質都有一定數量的內能，這和組成物質的原子、分子的無序運動有關。當兩不同溫度的物質處於熱接觸時，它們便交換內能，直至雙方溫度一致，也就是達致熱平衡。這裡，所傳遞的能量數便等同於所交換的熱量數。許多人把熱量跟內能弄混，其實熱量指的是內能的變化、系統的做功。熱量描述能量的流動，而內能描述能量本身。充分了解熱量與內能的分別是明白熱力學第一定律的關鍵。

營養學中也有熱量的單位——卡路里（cal）及千卡（大卡，kcal）。一千卡路里等於一大卡。

溫度

溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。溫度理論上的高極點是“普朗克溫度”，而理論上的低極點則是“絕對零度”。“普朗克溫度”和“絕對零度”都是無法通過有限步驟達到的。目前國際上用得較多的溫標有攝氏溫標（°C）、華氏溫標（°F） 、熱力學溫標（K）和國際實用溫標。

溫度是物體內分子間平均動能的一種表現形式。值得注意的是，少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統，由於缺乏統計的數量要求，是沒有溫度的意義的。

溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱漲冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，岩漿冷卻後形成的火成岩是岩石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。大氣層中氣體的溫度是氣溫（Atmospheric temperature），是氣象學常用名詞。它直接受日射所影響：日射越多，氣溫越高。

溫度也會影響生物體內許多的反應，恆溫動物會調節自身體溫，若體溫升高即為發熱，是一種醫學症狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。