量化热量

热能 在微观上，热能是与原子和分子的随机运动相关的动能。温度是对“高温”的定量测量。或“冷”，这取决于热能的数量。当物体中的原子和分子快速移动或振动时，它们具有较高的平均动能（KE）（或较高的热能），并且物体被认为是“热”的，或者被描述为处于“高温”状态。更高的温度。当原子和分子缓慢移动时，它们具有较低的平均KE（或较低的热能），并且该物体被感知为“冷”或被描述为处于较低的温度。

假设没有化学反应或相变（例如熔化或汽化）发生，则增加物质样品中热能的数量将导致其温度升高，同时减少物质样品中的热能的数量会导致其温度下降。

热力

热量（ q ）是两个物体在不同温度之间的热能传递。热流会增加一个物体的热能，并降低另一个物体的热能。热从热到冷（即仅一个方向）自发流动，一直持续到两种物质处于相同温度。热量的变化是通过温度变化来衡量的。

热量、功和能量的国际单位制是焦耳。焦耳（J）定义为1牛顿的力使物体移动1米时使用的能量。它以纪念英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）的名字命名。 1焦耳等于1 kg m ^{2 / s 2 ，也称为1牛顿米。一千焦（kJ）为1000焦耳。为了使其定义标准化，将一种卡路里设置为等于4.184焦耳。}

热能传递

物体的热容（ C ）是指当温度发生变化（Δ< em> T ）（摄氏1度）（或1开尔文）：

吸热能力取决于吸收或释放热量的物质的类型和数量。因此，热容量是广泛的特性-它的值与物质的数量成正比。例如，考虑两个铸铁煎锅的热容量。大锅的热容量比小锅的热容量大五倍，因为尽管两者均由相同的材料制成，但大锅的质量却比小锅的质量大五倍。质量越大，意味着在更大的锅中存在更多的原子，因此需要更多的能量才能使所有这些原子更快地振动。通过观察将锅的温度提高50.0摄氏度（Δ T）需要18,140 焦耳的能量（ q ）来发现小型铸铁煎锅的热容量。 ）：

较大的铸铁煎锅虽然由相同的物质制成，但需要90,700 焦耳的能量（ q ）才能将其温度提高50.0摄氏度（Δ T ）。较大的锅具（成比例地）具有较大的热容量，因为较大数量的材料需要（成比例地）较大量的能量来产生相同的温度变化：

一种物质的比热容（ c ），通常称为“比热”。是将1克物质的温度提高1摄氏度（或1开尔文）所需的热量：

比热容仅取决于吸收或释放热量的物质的种类。这是一种密集的特性，因此它不依赖于物质的量。例如，小型铸铁煎锅的质量为808 克。因此，铁（用于制造锅的材料）的比热为：

大煎锅的重量为4040克。使用此锅的数据，我们还可以计算铁的比热：

尽管大锅比小锅大，但由于它们是用相同的材料制成的，因此它们产生的比热值相同（对于建筑材料，铁）。请注意，比热是以每质量温度的能量为单位进行测量的，是一种强度特性，它是从两个广泛特性（热量和质量）之比得出的。摩尔热容量也是一种增强性质，是每摩尔特定物质的热容量，单位为J / mol·℃（焦耳 / 摩尔⋅摄氏度）。 水具有相对较高的比热（对于液体为约4.2 J / g℃，对于固体为2.09J / g℃）。大多数金属具有低得多的比热（通常小于1 J / g·℃）。知道一种物质的质量（ m ）及其比热（ c ），就可以确定热量， q ，进入或通过测量热量散失前后的温度变化（Δ T ）离开物质：

如果物质获得热能，其温度将升高，其最终温度将高于其初始温度 T _{final ＆minus; T initial 的值为正，而 q 的值为正。如果物质失去热能，其温度会降低，最终温度会低于初始温度 T final ＆minus;。 T initial 的值为负，而 q 的值为负。}

请注意，如果其他三个已知或可推导，则可以使用热量，比热，质量和温度变化之间的关系来确定这些量中的任何一个（不仅仅是热量）。

本文改编自 OpenStax 化学2e，第5.1节：能源基础和 OpenStax 化学2e，第5.3节：焓。