暑い、寒いという概念は私たちの日常生活の中で繰り返し使われます。寒さの概念は物理的に存在しませんが、分析対象の別のシステムとの関係で温度が低いことに起因すると考えられます。たとえば、エアコンがオンになっている部屋の温度が 25 °C、外気温が 30 °C の場合、その部屋は通常、この部屋と比較して寒いと分類されます。物理的には、さまざまな温度 (分子の撹拌の尺度) について話します。物理科学の中には、 熱エネルギー とその環境との関係を研究する研究分野、 熱学 (用語 = 熱、学 = 研究) があります。
Houaiss Physics Dictionary によると、熱学は熱を研究する物理学の分野です。現在、教材ではこの用語を
熱物理学
または
熱物理学
と同等のものとして位置づけています。
この研究分野の 2 つの基本概念 (一般に混同されがちですが) は、熱と温度です。
物体がより小さな要素、つまり原子と分子で構成されていることは既知の事実です。さらに、これらの粒子は継続的に運動しています。この運動の研究は アルバート アインシュタイン によって行われ、 ブラウン運動 として知られています。
これに基づいて、温度は物体の粒子の撹拌状態を測定し、その熱状態を特徴付ける、つまり平均運動エネルギーを定量化する量であると推測できます。体温を測定するには、体温計が使用されます。使用される
スケールは
摂氏 (物理学者アンダース セルシウスに敬意を表して)、華氏 (ガブリエル ダニエル ファーレンハイトに敬意を表して)、ケルビン (ウィリアン トムソン – ケルビン卿に敬意を表して) です。
摂氏スケールはその単純さにより、事実上普遍的になりました。長い間、摂氏スケールと呼ばれていましたが、1948 年に国際慣例により摂氏スケールに名前が変更されることが決定されました。その結果、ケルビンスケールは現在国際標準となっています。
熱とは、温度が高い物体から温度が低い物体へ移動する際のエネルギーの一形態であることを理解できます。カロリー (cal) は、常圧 (1 atm) の下で 1 グラムの水の温度を 14.5 ℃ から 15.5 ℃ に上昇させるのに必要な熱量 の 単位として確立されました。熱量は物理学者ジェームズ・プレスコット・ジュール（1818～1889）にちなんでジュール（J）です。カロリーとジュール (機械等価と呼ばれる) の関係は、1 cal = 4.186 J です。
熱学で得た知識を応用する例は、次のビデオで見ることができます。
ギャラリー
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