§ 10. Количество теплоты. Единицы количества теплоты

При теплопередаче одно тело получает энергию, а другое её отдаёт. Переданную таким способом энергию называют количеством теплоты и обозначают буквой Q. Это характеристика процесса передачи, а не особое вещество, находящееся внутри предмета. У тела есть внутренняя энергия, но выражение «содержит количество теплоты» физически неточно. Количество теплоты позволяет сравнивать, сколько энергии передано в разных процессах нагревания и охлаждения.

Поскольку количество теплоты является энергией, его единица в Международной системе — джоуль. Для больших значений применяют килоджоули и мегаджоули. Один килоджоуль равен тысяче джоулей, а один мегаджоуль — миллиону джоулей. При решении задач единицы обязательно согласуют. Например, значение в килоджоулях нельзя подставлять как джоули без пересчёта, иначе ответ может отличаться от правильного в тысячу раз.

Для нагревания тела количество теплоты зависит от его массы, изменения температуры и вещества. Большую кастрюлю воды при одинаковых условиях нагреть труднее, чем маленькую чашку. Чтобы одну и ту же массу воды нагреть на сорок градусов, требуется больше энергии, чем на двадцать. При одинаковой массе и одинаковом изменении температуры разные вещества также требуют неодинакового количества теплоты из-за различия их теплоёмкостей.

При охлаждении зависимости аналогичны: отданная энергия определяется теми же характеристиками, если агрегатное состояние не меняется. Нельзя судить о количестве теплоты только по конечной температуре. Маленький горячий предмет может передать меньше энергии, чем большой умеренно нагретый. Для сравнения необходимо знать начальную температуру, массу и свойства материала. Отдельно учитывают ситуации плавления и кипения: в них энергия может передаваться без повышения температуры, поэтому требуется другой способ расчёта.