1.2. Природа теплоты. Принцип эквивалентности. Закон сохранения энергии

Еще со времен античности существовали две теории природы теплоты. Согласно одной, теплота – это вещество (характеризуемое такими понятиями, как флюид, субстанция, флогистон, теплород); согласно второй – это состояние тела. Мысль о том, что теплота – это вещество, которое не порождается и не уничтожается, а только перераспределяется между телами, высказал ещё в 1613 году великий Галилей. Но представления о теплоте зачастую бывали весьма неясными. Многие отождествляли огонь с теплотой, другие же считали огонь лишь источником теплоты, а теплоту – неким состоянием тел. Ещё Роджер Бэкон (1214–1292) – английский естествоиспытатель и философ – и Иоганн Кеплер (1571–1630) – немецкий астроном – определили это состояние как состояние движения внутренних частиц тел. Именно это представление и было, пожалуй, господствующим в XVII веке. Такие взгляды на природу теплоты высказывали английский философ Фрэнсис Бэкон (1561–1626) и французский ученый Рене Декарт (1596–1650). В 1620 году Ф. Бэкон обратил внимание на то, что было издавна известно любому кузнецу: под сильными ударами молота становится горячим холодный кусок железа. Известен способ получения огня трением. Значит, ударами и трением можно произвести теплоту, не получая её от уже нагретого тела. Бэкон из этого заключил, что теплота есть внутреннее движение мельчайших частиц, из которых состоит тело, и температура тела определяется скоростью движения частиц в нем. Такие взгляды на природу теплоты были распространены и среди ученых первой половины XVIII века, получив в науке название механической теории теплоты. Подтверждением этого является то, что, когда в это время Парижская академия наук объявила конкурс на лучшую работу о природе теплоты, Леонард Эйлер (1707–1783), принимавший участие в конкурсе и получивший премию, писал:«То, что теплота заключается в некотором движении малых частиц тела, теперь уже достаточно ясно». Для обоснования и развития механической теории теплоты очень много сделал гениальный русский учёный М.В. Ломоносов, который в совершенстве владел научным методом познания и всегда учил, что сначала нужно провести наблюдения, потом на основании наблюдений установить теорию и затем проверять её на практике.

Его учение о теплоте изложено в работе «Рассуждение о тепле и стуже», написанной в 1744 году. Кроме того, по вопросам теплоты он высказывался в замечаниях ко второму изданию «Вольфианской физики», в «Слове о происхождении света» и других работах. В первом тезисе своей работы Ломоносов формулирует исходную точку зрения: теплота, под которой понимается и наибольшая степень ее – огонь, возбуждается движением. Движение какой-нибудь материи является достаточным основанием для выделения теплоты. Таким образом, он отбрасывает теорию теплорода и утверждает, что теплота имеет своей основой только движение материи. В 1745 году он дал объяснение явлений теплопроводности, плавления, испарения и ряда других процессов на основе представлений о вращательном движении частиц, из которых состоят тела. Им был сделан вывод о существовании предельно низкой температуры тела, соответствующей покою составляющих его частиц.

А вот в Петербургской академии наук работа М.В. Ломоносова «Рассуждение о тепле и стуже» была встречена с недоверием. Она была помещена в трудах академии и вызвала ряд возражений. Академия в своем решении посчитала недостаточными доказательства внутреннего движения частиц, сделала Ломоносову выговор за опровержение некоторых опытов английского физика Р.Бойля и предложила переработать диссертацию. Так, эта работа, опередившая развитие науки по крайней мере на сотню лет, не была до конца понята и принята многими современниками ученого.

Но во второй половине XVIII века одержала верх субстанциальная, или, как еще часто говорят, материальная, теория теплоты, и прежде всего благодаря работам шотландского физика и химика Джозефа Блэка (1728–1799). Успеху этой теории способствовала также химическая теория «флогистона», яростно поддерживаемая немецким врачом и химиком Георгом Эрнестом Шталем (1670–1734). Субстанциальная теория теплоты постулировала существование флюида специального рода, ответственного за тепловые явления, так называемого «теплорода», считавшегося невесомым, рассеянным по всей материи, способным проникать в тела, «сочетаться» с ними и превращать твердые тела в жидкие, а жидкие в газообразные. В то время писались равенства такого типа: лед + теплород = вода, вода + теплород = водяной пар. Содержанием теплорода в теле определялась его температура. Процессы теплообмена были обусловлены переходами теплорода из одного тела в другое. На основе представлений о теплороде сформировались такие понятия, как «количество теплоты», «теплоемкость тела» и др. Теплота, «сочетавшаяся» с телом, не обнаруживалась термометром, это «скрытая теплота», на термометр действует лишь «свободная теплота». В 1780 г. Жан Поль Марат (1743–1793), будущий деятель Великой французской революции, развил полную теорию теплорода.

М.В Ломоносов (1711–1765) – великий русский учёныйестествоиспытатель, ученый энциклопедических знаний, разносторонних интересов и способностей, член Петербургской академии наук. Оптика и теплота, электричество и тяготение, метеорология и искусство, география и металлургия, история и химия, философия и литература, геология и астрономия – вот те области, в которых оставил свой след М.В. Ломоносов. В 1760 году он был избран почетным членом Шведской академии наук, а в 1764 г. – членом Болонской академии. Именно М.В. Ломоносовым в 1744 г. был четко сформулирован закон сохранения массы и движения как всеобщий закон природы:
«Все перемены в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте... сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оной у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

И все же механическая концепция теплоты полностью не исчезла даже во второй половине XVIII века. Достаточно привести следующий отрывок из мемуаров французских учёных Антуана Лавуазье (1743–1794) и Пьера Симона Лапласа (1749–1827): «У физиков нет согласия в отношении теплоты. Многие из них рассматривают ее как флюид, рассеянный по всей природе... Другие же считают ее лишь результатом невидимых движений молекул, их колебаний во всех направлениях, возможных благодаря пустым промежуткам между молекулами. Это невидимое движение и есть теплота. На основе закона сохранения живой силы можно, следовательно, дать такое определение: теплота это есть живая сила, т. е. сумма произведений масс всех молекул на квадрат их скорости». Ученые-естествоиспытатели не вмешивались в спор сторонников этих двух представлений, ограничиваясь замечаниями типа «возможно, обе теории верны».

В конце XVIII в. появляются работы, опровергающие теорию теплорода. Наиболее ощутимый удар по ней нанесли эксперименты, выполненные в 1798 г. в Мюнхене американцем Бенджамином Томпсоном (1753–1814), более известным в Европе под титулом графа Румфорда.

Современник и друг Ломоносова академик Л. Эйлер так оценил научные труды великого русского ученого:
«Все записки Ломоносова по части физики и химии не только хороши, но превосходны, ибо он с такой основательностью излагает любопытнейшие, совершенно неизвестные и неизъяснимые для величайших гениев предметы, что я вполне убежден в верности его объяснений. При этом случае я готов отдать г. Ломоносову справедливость, что он обладает счастливейшим гением для открытия физических и химических явлений, и желательно было бы, чтобы все прочие академики были в состоянии проводить открытия, подобные тем, которые совершил г. Ломоносов». Самому М.В. Ломоносову Эйлер писал: «Всякий знает, что появившиеся до сих пор трактаты о причинах теплоты еще не разъяснили вполне этого предмета и занимающиеся его исследованием заслуживают величайшей похвалы. Вас нельзя не поблагодарить за то, что Вы рассеяли мрак, покрывавший доселе этот вопрос». То, что в этот период преимущество отдавалось флюидной теории, вероятно, объясняется тем, что для слабо развитой науки наглядная гипотеза, соответствующая непосредственной интуиции и допускающая простые аналогии, оказалась более удобным эвристическим средством, нежели более опосредствованное математическое представление. Кроме того, субстанциальная теория, какой бы грубой она ни казалась, позволяла количественно измерить теплоту, тогда как механическая теория была еще в начальной фазе, исключительно качественной. Гениальные мысли М.В. Ломоносова о молекулярном движении как источнике теплоты, о кинетической природе теплоты в более широком смысле оставались вне поля зрения широкой научной общественности, так как труды его до 1904 года находились в забвении, а будучи в свое время опубликованными в России, не проникли в лаборатории Запада.

В эксперименте Румфорда к внутренней поверхности орудийного ствола, вращавшегося вокруг своей оси, был прижат тупой резец. Румфорд обнаружил, что в результате трения резца о ствол температура ствола возрастала вследствие выделения теплоты. При этом было установлено, что теплота в этом опыте может выделяться столь долго, сколь долго вращается орудийный ствол. Температура ствола была вначале 16,7°С. После 360 оборотов сверла образовалось 837 гран (около 52 грамм) стружек и температура повысилась до 54,4°С. Опустив ствол в воду с температурой 15,6°С, Румфорд добился того, что через два с половиной часа работы сверла вода закипела без нагрева огнём. В своем докладе Королевскому обществу 25 января 1798 г. Румфорд говорил:

«Обдумывая результаты всех этих опытов, мы, естественно, подходим к кардинальной проблеме, являющейся часто предметом философских построений: что же такое теплота? Может быть, это что-то подобное огненной жидкости? Что-то, что можно назвать теплородом?.. Размышляя по этому поводу, мы не должны упускать из виду весьма примечательное обстоятельство, а именно то, что источник тепла, возникающего при трении в этих опытах, представляется, по-видимому, неисчерпаемым. Было бы излишним добавлять, что-то, что может непрерывно поставляться в неограниченном количестве изолированным телом или системой тел, не может быть материальной субстанцией, так что мне представляется исключительно трудным, если не полностью невозможным, иное представление об этих явлениях, которое не было бы представлением о движении».

Получение теплоты при трении не было новым явлением, да и сами опыты Румфорда тоже были отнюдь не новыми. За два столетия до этого еще Джован Батиста Бальяни (1582–1666) с помощью быстро вращающегося железного диска, на который опирался железный сосуд с плоским дном, заставлял кипеть воду в сосуде. Однако опыты Бальяни, описанные им в письме Галилею от 4 апреля 1614 г., но опубликованные лишь в 1851 г., тогда еще не были известны, так что опыты Румфорда произвели большое впечатление, причем не столько сам факт получения теплоты трением, сколько огромное количество теплоты, которое можно таким образом получить. Кстати, в своих опытах Румфорд принимал меры к изоляции сверла и ствола с тем, чтобы исключить поступление теплорода, этой «субстанции теплоты», откуда-либо извне.

Хемфри Дэви (1776–1829)– знаменитый английский химик и физик, основатель электрохимии, автор открытия многих новых веществ и химических элементов. В первые годы XIX века Дэви увлекся изучением действия электрического тока на различные вещества, в том числе на расплавленные соли и щелочи. Тридцатилетний ученый сумел в течение двух лет получить в свободном виде шесть ранее неизвестных металлов: калий, натрий, барий, кальций, магний и стронций. Это стало одним из самых выдающихся событий в истории открытия новых химических элементов. В 1810 году Дэви, используя мощную электрическую батарею из 2 тысяч гальванических элементов, получил электрическую дугу между двумя угольными стержнями, соединенными с полюсами батареи. Вместе с М. Фарадеем в 1815 году он сконструировал безопасную рудничную лампу с металлической сеткой, которая спасла жизнь многим шахтерам. В 1818 году Дэви получил в чистом виде еще один щелочный металл – литий. Дэви пытался разложить электролизом многие природные соединения, в том числе и глинозем. Он был уверен, что и в этом веществе содержится неизвестный металл. Ученый писал: «Если бы мне посчастливилось получить металлическое вещество, которое я ищу, я бы предложил для него название – алюминий». Ему удалось получить сплав алюминия с железом.

Бенджамин Томпсон (Румфорд) (1753–1814) – известный естествоиспытатель и политический деятель. По происхождению американец, уроженец штата Массачусетс. В 1784 году поступил на государственную службу в Баварии, где занимал высокие посты, способствовал лучшей организации баварских войск, учреждал школы для солдатских детей, открывал фабрики и вообще оказал много услуг стране, вследствие чего в 1790 году за заслуги ему был пожалован титул графа Румфорда. В 1798 году вернулся в Англию, где занялся научной деятельностью и вместе с Дэви значительно способствовал установлению взгляда на теплоту, как на особый вид движения. 

Одновременно с работой Румфорда сильный удар по теории теплорода нанесли опыты английского ученого Хемфри Дэви, показавшего, что два куска льда, или жира, или воска можно расплавить простым трением друг о друга, без соприкосновения с каким-либо более нагретым телом. Эти опыты и наблюдения говорили о том, что теплота и работа, вероятно, одно и то же. Но, поколебав устои теории теплорода, эти ученые не смогли её низвергнуть, не найдя доказательств эквивалентности превращения механического движения в теплоту.

В 1824 году двадцативосьмилетний французский инженер Сади Карно опубликовал замечательную работу «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу», в которой рассмотрел в общем виде вопрос о «получении движения из тепла». В своих рассуждениях Карно придерживался теории теплорода, однако в более поздних исследованиях он отказался от этой теории, признав взаимопревращаемость теплоты и механической работы. Карно впервые приблизительно определил механический эквивалент теплоты. В приложении к своей единственной книге, которое своевременно не было опубликовано (рукописи Карно стали известны лишь в 1878 г.), Сади Карно писал:

«Тепло это не что иное, как движущая сила, или, вернее, движение, изменившее свой вид. Это движение частиц тел. Повсюду, где происходит уничтожение движущей силы, возникает одновременно теплота в количестве, точно пропорциональном количеству исчезнувшей движущей силы. Обратно, всегда при исчезновении теплоты возникает движущая сила. Таким образом, можно высказать общее положение: движущая сила существует в природе в неизменном количестве; она, собственно говоря, никогда не создается, никогда не уничтожается; в действительности она меняет форму, то есть вызывает то один род движения, то другой, но никогда не исчезает».

Можно считать, что Сади Карно высказал в общем виде закон сохранения энергии.

Но на его работы современники не обратили того внимания, которого они заслуживали. Понадобились десятилетия, чтобы стало возможным утверждение закона сохранения и превращения энергии. Ещё примерно 30 лет после опытов Румфорда и Дэви теория теплорода, подправляемая и «уточняемая», продолжала занимать господствующее положение в объяснениях причины возникновения теплоты. Явления нагрева и охлаждения газа при сжатии и расширении также истолковывались сторонниками теплорода как подтверждение их теории. Теплород, говорили они, содержится в газе, как сок в апельсине. Сожмешь апельсин – из него потечёт сок. Точно так же при сжатии газа из него выделяется теплород, что проявляется в виде нагрева. Ещё в 1829 г. французский физик Жан Батист Био (1774 – 1862) во втором издании своего учебника, самого авторитетного и полного общего курса физики того времени, писал, что причина возникновения теплоты при трении все еще неизвестна.

Немецкий физик Герман Гельмгольц первым выдвинул гипотезу о том, что внутреннюю причину взаимной превращаемости теплоты в работу можно найти (каким путем – он не указал), сведя тепловые явления к механическим, т. е. к явлениям движения.

Клаузиус Рудольф Юлиус Эммануэль (1822–1888) – выдающийся немецкий физик, создатель термодинамики. После окончания Берлинского университета через три года после присуждения ему степени доктора философии опубликовал (1850 г.) работу, где было дано обобщение уравнения, описывающего фазовые переходы пар – жидкость и жидкость – твердое тело (уравнение Клаузиуса–Клапейрона), и подверг уничтожающей критике теорию теплорода, основываясь на опытах Джоуля по взаимопревращению теплоты и механической работы. В работе 1854 года Клаузиус ввел одно из самых фундаментальных понятий физики – понятие энтропии – и сформулировал второе начало термодинамики. Итогом исследований Клаузиуса по термодинамике стал двухтомник «Сочинения о механической теории тепла» (1864–1867), где изложены все результаты его работ по термодинамике, а также важные работы по кинетической теории газов. Именно он впервые ввел статистические понятия и методы исследования (например понятие длины свободного пробега). Авторитет Клаузиуса в научных кругах был неизменно высок. Он был членом многих академий.

Путь, каким это можно сделать, был найден в 1856 г. немецкими физиками Августом Крёнигом (1822–1879), а годом позже – Рудольфом Клаузиусом (1822–1888). Основное положение теории было сформулировано еще швейцарским учёным Даниилом Бернулли (1700–1782) в разделе X «Гидродинамики» (1738 г.). Согласно Бернулли, теплота – это внешнее проявление колебательного движения молекул. На основе этой гипотезы Даниил Бернулли истолковывал давление газа как результат действия его молекул на стенки сосуда вследствие соударений. Эта теория выдвигалась много раз и после Бернулли. В 1848 г. Джеймс Джоуль (1818–1889) также объяснял давление газа по методу Бернулли.

Майер Юлиус Роберт (1814–1878) – немецкий врач и физик, одним из первых установивший закон сохранения энергии, правда, лишь для тепловых процессов.

Однако представления этих ученых оставались исключительно качественными, в частности потому, что для углубленного количественного изучения нужна более надежная теория атомного строения вещества. К середине XIX столетия атомистика так шагнула вперед, что физики уже могли с доверием ее использовать, и она начала сливаться с механической теорией теплоты в единую кинетическую теорию газов. Основателем механической теории теплоты был Рудольф Клаузиус, начавший в 1850 г. свои классические исследования принципа эквивалентности теплоты и работы, а также закона сохранения энергии.

Механическая теория теплоты прожила трудную жизнь и приобрела права гражданства в науке лишь к концу XIX столетия, прежде всего благодаря работам немецкого физика-теоретика Макса Планка (1858–1947).

Для установления взаимосвязей между теплотой и работой вернемся к 40-м годам XIX века. Это было время, когда ученым предстояло осмыслить тот факт, что, кроме вещества, которое, изменяясь качественно, сохраняет свое количество, в природе существует ещё нечто иное, связанное с движением материальных частиц и тел, что тоже подчиняется закону сохранения и меняет свою форму. Этому также послужили исследования химического, теплового и механического действия электрического тока в первые 40 лет XIX века. Следует отметить и успехи биологии, в которой постепенно формировались представления о переработке в растениях неорганических элементов в органические.

Решающую роль в установлении этих взаимосвязей история отводит Роберту Майеру, Джеймсу Джоулю и Герману Гельмгольцу.

В 1840–1841 гг. в должности судового врача Майер участвовал в плавании на голландском корабле в Батавию (остров Ява). Во время пребывания в тропиках заметил изменение цвета венозной крови у своих пациентов и на основе этих наблюдений сделал вывод о существовании связи между потреблением пищи и образованием тепла в живом организме. В 1841 году, вернувшись на родину, Майер написал статью «О количественном и качественном определении сил» и направил её издателю журнала «Annalen der Physik» И.Поггендорфу (эта статья не была напечатана). Она содержала положение, близкое по смыслу к закону сохранения энергии. В следующей статье

«Замечания о силах неживой природы», опубликованной в 1842 году, Майер много внимания уделяет взаимопревращениям механической работы и теплоты, утверждает, что существует определенная количественная связь между высотой h, с которой падает тело массой m, и выделившимся при ударе о землю количеством теплоты, говорит о «неразрушимости» сил. В работе «Органическое движение в его связи с обменом веществ» (1845 г.) Майер четко сформулировал закон сохранения энергии и теоретически рассчитал численное значение механического эквивалента теплоты. По его представлениям, движение, теплота, электричество – качественно различные формы «сил» (так Майер называл энергию). Идеи Майера носили столь общий и универсальный характер, что они сначала не были восприняты современниками. Противники выискивали в работах Майера малейшие неточности и неудачные формулировки, подвергали сомнению все его научные результаты в целом. Это обстоятельство, а также травля его в связи с оспариванием приоритета в открытии закона сохранения и превращения энергии способствовали тому, что годы с 1846 по 1850 были очень тяжелыми для Майера. Правда, в последние годы жизни Майер ощутил вкус славы: в 1871 году он получил медаль Лондонского королевского общества, позднее его наградила Французская академия наук. Он стал почетным доктором своего родного университета в Тюбингене.

Доказательством существования количественного соотношения между «силами» разной природы, приводящими к выделению теплоты, занялся в 1843–1847 гг. Джоуль.

Он провел классические измерения механического эквивалента теплоты, разработал термометры, измерявшие температуру с погрешностью до одной двухсотой градуса, что позволило ему выполнять измерения с наивысшей для того времени точностью. Основной чертой Джоуля являлся строгий экспериментальный подход к рассматриваемым явлениям. Применявшаяся Джоулем опытная установка стала классической. Идея опыта состояла в нагреве воды в сосуде за счёт трения с перемешивающей её крыльчаткой, приводимой в действие падающими грузами, и определении соотношения между совершённой работой и образовавшейся теплотой. Была установлена общая мера теплоты и работы. Нагревание 1 кг воды на 1 градус оказалось равноценным подъему 1кг груза на 460 м (по расчетам Майера годом раньше – на 365 м).

Джоуль Джеймс Прескотт (1818–1889) – английский физик, член Лондонского королевского общества. Он внес значительный вклад в исследование электромагнетизма и тепловых явлений, в создание физики низких температур, в обоснование закона сохранения и превращения энергии, обнаружил явление магнитного насыщения при намагничивании ферромагнетиков.

В последующие годы Джоуль и ряд других исследователей затратили много труда для того, чтоб уточнить значение теплового эквивалента, доказать его полную универсальность. Было доказано, что каким бы способом не переходила работа в теплоту, количество появляющейся теплоты всегда пропорционально затраченной работе.

В июне 1847 г. Джоуль представил доклад на собрании Британской ассоциации ученых, в котором сообщил о наиболее точных измерениях механического эквивалента теплоты. На слушателей доклад не произвел никакого впечатления и не был надлежаще оценен ими, пока молодой и пылкий Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) не объяснил своим коллегам значение работ Джоуля. Этот доклад стал поворотным пунктом в карьере Джоуля. Он стал одним из авторитетнейших ученых своего времени, обладателем многих титулов и наград.

Известный английский ученый Джон Тиндаль (1820–1892), издав в 1846 г. сочинения Роберта Майера, характеризуя труды Р. Майера и Д.Джоуля, писал:

«Труды Майера носят печать глубокомысленного созерцания, которое приобрело в уме автора силу несомненного убеждения. Труды Джоуля, напротив, представляют опытные доказательства. Майер, закончив теорию в уме, довел её до величайшего осуществления; Джоуль же разрабатывал теорию практически и дал ей твердость природной истины… Оба они заслуживают славы, которая не скоро исчезнет, потому что оба они участвовали в открытии пути, который ведет к верной оценке всеобщего запаса сил природы».

Несмотря на то, что Джоуль обосновал закон сохранения энергии на опыте, он не дал в своих работах его отчетливой формулировки. Эта заслуга принадлежит немецкому естествоиспытателю Герману Гельмгольцу, который в 1847 году в работе «О сохранении силы» изложил в наиболее общем виде закон сохранения энергии. 26-летний автор этой работы был врачом-хирургом гусарского эскадрона. Вскоре он расстался с военной службой и всецело посвятил себя науке.

Большое значение имело приведенное в этой же работе доказательство того, что процессы в живых организмах тоже подчиняются закону сохранения и превращения энергии. В ней подробно обоснован закон сохранения энергии и впервые дана его математическая трактовка, что подчеркивает всеобщий характер этого закона. В дальнейшем на долю других ученых остались лишь проверка и приложение принципа сохранения и превращения энергии. Успех всех этих исследований привел к тому, что закон сохранения и превращения энергии был общепризнан как фундаментальный закон естествознания.

Согласно механической теории теплоты передача энергии от одной системы к другой или от одного тела к другому происходит только в двух возможных формах – в форме теплоты или в форме работы. В первом случае энергия передается в виде хаотического (теплового) движения молекул и атомов без изменения формы движе

ния в самом процессе ее передачи. Во втором случае энергия, превращающаяся из одного вида в другой, передается в форме направленного движения. Передача энергии в форме теплоты возникает всегда при наличии разности температур между телами (внешний теплообмен) или между отдельными частями одного и того же тела (внутренний теплообмен).

Гельмгольц Герман Людвиг Фердинанд (1821–1894) – один из величайших немецких ученых XIX века. Физика, физиология, анатомия, психология, математика… В каждой из этих наук он сделал блестящие открытия, принесшие ему мировую славу. 

Учение о теплоте окончательно оформилось в самостоятельную научную дисциплину лишь в начале ХХ века.

Количество энергии, переданной в форме хаотического (теплового) движения частиц, называют количеством тепла Q, или тепло той, понимая под этим конечный результат теплообмена.

Иными словами, теплота Q представляет собой переданное от одного тела к другому определенное количество энергии хаотического молекулярного и внутримолекулярного движения. При этом подводимую теплоту считают положительной, а отводимую – отрицательной.

Наиболее употребительными единицами для измерения теплоты являются калория и джоуль. Калория – это количество теплоты, которое надо сообщить 1 г воды, чтобы нагреть его на один градус (1 кал ≈ 4,19 Дж).