Heat
થર્મોડાયનેમિક્સમાં, ઉષ્મા એ તાપમાનના તફાવતને કારણે પ્રણાલીઓ વચ્ચે ટ્રાન્સફર થતી ઉષ્મીય ઊર્જા છે. બોલચાલની ભાષામાં ઉપયોગમાં, ઉષ્મા કેટલીકવાર ઉષ્મીય ઊર્જાનો જ ઉલ્લેખ કરે છે. ઉષ્મીય ઊર્જા એ પદાર્થમાં અણુઓના કંપન અને અથડામણની ગતિ ઊર્જા છે. ઔપચારિક વિરુદ્ધ અનૌપચારિક ઉપયોગનું ઉદાહરણ જમણા હાથના ચિત્રમાંથી મેળવી શકાય છે, જેમાં ધાતુની પટ્ટી તેના ગરમ છેડાથી તેના ઠંડા છેડા સુધી "ઉષ્માનું સંચાલન" કરે છે, પરંતુ જો ધાતુની પટ્ટીને થર્મોડાયનેમિક પ્રણાલી માનવામાં આવે, તો ધાતુની પટ્ટીની અંદર વહેતી ઊર્જાને આંતરિક ઊર્જા કહેવામાં આવે છે, ગરમી નહીં. ગરમ ધાતુની પટ્ટી પણ ગરમીને તેની આસપાસના વિસ્તારોમાં સ્થાનાંતરિત કરી રહી છે, જે ગરમીના કડક અને છૂટક બંને અર્થો માટે સાચું નિવેદન છે. અનૌપચારિક ઉપયોગનું બીજું ઉદાહરણ ઉષ્મા સામગ્રી શબ્દ છે, જેનો ઉપયોગ એ હકીકત હોવા છતાં થાય છે કે ભૌતિકશાસ્ત્ર ઉષ્માને ઊર્જા સ્થાનાંતરણ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે. વધુ સચોટ રીતે કહીએ તો, તે ઉષ્મીય ઊર્જા છે જે પ્રણાલી અથવા શરીરમાં સમાયેલી હોય છે, કારણ કે તે કંપનના પ્રકારોની સ્વતંત્રતાની સૂક્ષ્મ ડિગ્રીમાં સંગ્રહિત થાય છે. ઉષ્મા એ એક એવી પદ્ધતિ દ્વારા થર્મોડાયનેમિક પ્રણાલીમાં અથવા તેમાંથી સ્થાનાંતરણમાં ઊર્જા છે, જેમાં ગતિના માઇક્રોસ્કોપિક અણુ સ્થિતિઓ અથવા અનુરૂપ મેક્રોસ્કોપિક ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. આ વર્ણનાત્મક લાક્ષણિકતા થર્મોડાયનેમિક કાર્ય અથવા દળ સ્થાનાંતરણ દ્વારા ઊર્જાના સ્થાનાંતરણને બાકાત રાખે છે. માત્રાત્મક રીતે વ્યાખ્યાયિત, પ્રક્રિયામાં સામેલ ઉષ્મા એ પ્રણાલીની અંતિમ અને પ્રારંભિક સ્થિતિઓ વચ્ચેની આંતરિક ઊર્જામાં તફાવત છે, અને પ્રક્રિયામાં કરવામાં આવેલા કાર્યને બાદ કરે છે. આ થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ કાયદાની રચના છે. ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના માપનને કેલરીમેટ્રી કહેવામાં આવે છે, જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વસ્તુઓની સ્થિતિ પર તેની અસરને માપવા દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગરમીને ઓગળેલા બરફના જથ્થા દ્વારા અથવા પ્રણાલીની આસપાસના પદાર્થના તાપમાનમાં ફેરફાર દ્વારા માપી શકાય છે. ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સ (એસ. આઈ.) માં ઊર્જાના સ્વરૂપ તરીકે ગરમીના માપનનો એકમ જુલ (જે.) છે. સંકેતો અને એકમો ઊર્જાના એક સ્વરૂપ તરીકે, ગરમી ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સ (એસ. આઈ.) માં એકમ જુલ (જે.) ધરાવે છે. વધુમાં, ઇજનેરીની ઘણી લાગુ શાખાઓ અન્ય પરંપરાગત એકમોનો ઉપયોગ કરે છે, જેમ કે બ્રિટિશ થર્મલ યુનિટ (બીટીયુ) અને કેલરી. ગરમીના દર માટેનો પ્રમાણભૂત એકમ વોટ (ડબલ્યુ) છે, જેને એક જુલ પ્રતિ સેકન્ડ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ગરમીનું પ્રતીક રુડોલ્ફ ક્લોસિયસ અને મેકક્વોર્ન રેન્કિન દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રણાલી દ્વારા તેની આસપાસના વિસ્તારમાં મુક્ત થતી ગરમી પરંપરાગત રીતે નકારાત્મક જથ્થો () છે; જ્યારે પ્રણાલી તેની આસપાસના વિસ્તારોમાંથી ગરમીને શોષી લે છે, ત્યારે તે સકારાત્મક () હોય છે. હીટ ટ્રાન્સફર રેટ, અથવા એકમ સમય દીઠ હીટ ફ્લો, દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, પરંતુ તે સ્થિતિના કાર્યનું સમય વ્યુત્પન્ન નથી (જેને ડોટ નોટેશન સાથે પણ લખી શકાય છે) કારણ કે ગરમી એ સ્થિતિનું કાર્ય નથી. હીટ ફ્લક્સને એકમ ક્રોસ-સેક્શનલ વિસ્તાર (વોટ પ્રતિ ચોરસ મીટર) દીઠ હીટ ટ્રાન્સફરના દર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ હીટ એન્ડ એન્ટ્રોપી 1856માં, રુડોલ્ફ ક્લોસિયસ બંધ પ્રણાલીઓનો ઉલ્લેખ કરતા હતા, જેમાં દ્રવ્યનું સ્થાનાંતરણ થતું નથી, તેમણે ઉષ્માના યાંત્રિક સિદ્ધાંત (થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ) માં બીજા મૂળભૂત પ્રમેય (થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ) ની વ્યાખ્યા આપી હતીઃ "જો બે પરિવર્તન, જે કોઈ અન્ય કાયમી પરિવર્તનની જરૂર વગર, એકબીજાને પરસ્પર બદલી શકે છે, તો તેને સમકક્ષ કહેવામાં આવે છે, તો પછી T તાપમાને કાર્યમાંથી ઉષ્માના જથ્થા Qની પેઢીઓનું સમકક્ષ મૂલ્ય હોય છેઃ" 1865માં, તેઓ S દ્વારા પ્રતીકિત એન્ટ્રોપીને વ્યાખ્યાયિત કરવા આવ્યા હતા, જેમ કે, T તાપમાને ઉષ્મા Qની માત્રાના પુરવઠાને કારણે પ્રણાલીની એન્ટ્રોપીને ઉષ્મા વિના ઊર્જા સ્થાનાંતરણ દ્વારા વધારવામાં આવે છે. સિસ્ટમમાં એન્ટ્રોપીના વધારાને બે ભાગોનો સમાવેશ થતો હોવાનું ગણી શકાય, એક વૃદ્ધિ, જે આસપાસના એન્ટ્રોપીના ફેરફાર સાથે મેળ ખાય છે, અથવા 'વળતર' આપે છે, અને વધુ વૃદ્ધિ, જેને સિસ્ટમમાં 'ઉત્પન્ન' અથવા 'ઉત્પાદિત' ગણી શકાય, અને તેથી તેને 'વળતર વિનાનું' કહેવામાં આવે છે. આમ આ પણ લખી શકાય છે સિસ્ટમ અને આસપાસના એન્ટ્રોપીનો કુલ ફેરફાર આ રીતે છે આ પણ લખી શકાય છે તે પછી કહેવામાં આવે છે કે એન્ટ્રોપીનો જથ્થો આસપાસના વાતાવરણમાંથી સિસ્ટમમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યો છે. કારણ કે એન્ટ્રોપી એ સંરક્ષિત જથ્થો નથી, આ બોલવાની સામાન્ય રીતનો અપવાદ છે, જેમાં સ્થાનાંતરિત રકમ સંરક્ષિત જથ્થાની હોય છે. થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમ પરથી તે અનુસરે છે કે ગરમીના સ્વયંસ્ફુરિત સ્થાનાંતરણમાં, જેમાં પ્રણાલીનું તાપમાન આસપાસના તાપમાનથી અલગ હોય છેઃ સ્થાનાંતરણના ગાણિતિક વિશ્લેષણના હેતુઓ માટે, વ્યક્તિ કાલ્પનિક પ્રક્રિયાઓ વિશે વિચારે છે જેને ઉલટાવી શકાય તેવી કહેવામાં આવે છે, જેમાં પ્રણાલીનું તાપમાન આસપાસના તાપમાન કરતા ભાગ્યે જ ઓછું હોય છે, અને સ્થાનાંતરણ અસ્પષ્ટ રીતે ધીમા દરે થાય છે. સૂત્ર () માં ઉપરની વ્યાખ્યાને અનુસરીને, આવી કાલ્પનિક ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયા માટે, સ્થાનાંતરિત ઉષ્માના જથ્થાનું (એક અચોક્કસ વિભેદક) પ્રમાણ તરીકે વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જેમાં (ચોક્કસ વિભેદક): આ સમાનતા માત્ર કાલ્પનિક સ્થાનાંતરણ માટે માન્ય છે જેમાં એન્ટ્રોપીનું કોઈ ઉત્પાદન નથી, એટલે કે, જેમાં કોઈ અસંપાદિત એન્ટ્રોપી નથી. જો, તેનાથી વિપરીત, પ્રક્રિયા કુદરતી છે, અને ખરેખર અપરિવર્તનીયતા સાથે થઇ શકે છે, તો પછી એન્ટ્રોપીનું ઉત્પાદન થાય છે. આ જથ્થાને ક્લોસિયસ દ્વારા "અસંપાદિત ગરમી" તરીકે ઓળખવામાં આવી હતી, જોકે તે હાલની પરિભાષા સાથે સુસંગત નથી. પછી એક પાસે આ નિવેદન તરફ દોરી જાય છે જે બંધ સિસ્ટમો માટે થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ છે. બિન-સંતુલન થર્મોડાયનેમિક્સમાં જે સ્થાનિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની પૂર્વધારણાને ધારણ કરવાનો અંદાજ બનાવે છે, તેના માટે એક વિશેષ સંકેત છે. ગરમી તરીકે ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ અનંત તાપમાનના તફાવતમાં થાય છે તેવું માનવામાં આવે છે, જેથી સિસ્ટમ તત્વ અને તેની આસપાસના વિસ્તારમાં સમાન તાપમાનની નજીક હોય. પછી એક વ્યક્તિ લખે છે કે જ્યાં વ્યાખ્યા દ્વારા કુદરતી પ્રક્રિયા માટેનો બીજો નિયમ ભારપૂર્વક જણાવે છે કે ગરમી અને એન્થાલ્પી બંધ પ્રણાલી માટે (એક એવી પ્રણાલી કે જેમાંથી કોઈ દ્રવ્ય પ્રવેશી અથવા બહાર નીકળી શકતું નથી), થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમની એક આવૃત્તિ જણાવે છે કે પ્રણાલીની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર એ પ્રણાલીને પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમીની માત્રા અને તેની આસપાસના પ્રણાલી દ્વારા કરવામાં આવતી થર્મોડાયનેમિક કાર્યની માત્રાને બાદ કરવા બરાબર છે. કામ માટે ઉપરોક્ત સાઇન કન્વેન્શનનો ઉપયોગ વર્તમાન લેખમાં કરવામાં આવ્યો છે, પરંતુ કામ માટે IUPAC દ્વારા અનુસરવામાં આવતી વૈકલ્પિક સાઇન કન્વેન્શન, સિસ્ટમ પર તેની આસપાસના વાતાવરણ દ્વારા કરવામાં આવેલા કાર્યને સકારાત્મક ગણવાનું છે. પીટર એટકિન્સ અને ઇરા લેવિન જેવા ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્રના ઘણા આધુનિક પાઠ્યપુસ્તકો દ્વારા અપનાવવામાં આવેલી આ પરંપરા છે, પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્ર પરના ઘણા પાઠ્યપુસ્તકો કાર્યને પ્રણાલી દ્વારા કરવામાં આવેલા કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે. આ સૂત્રને ફરીથી લખી શકાય છે જેથી સંપૂર્ણપણે એડિયાબેટિક કાર્યની વિભાવના પર આધારિત ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાની વ્યાખ્યાને વ્યક્ત કરી શકાય, જો એવું માનવામાં આવે કે તે ફક્ત એડિયાબેટિક કાર્યની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત અને માપવામાં આવે છેઃ સિસ્ટમ દ્વારા કરવામાં આવેલ થર્મોડાયનેમિક કાર્ય તેના થર્મોડાયનેમિક સ્થિતિ ચલ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત પદ્ધતિઓ દ્વારા થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, તેનું કદ, ચલ દ્વારા નહીં કે જે જરૂરી રીતે આસપાસના તંત્રનો સમાવેશ કરે છે. બાદમાં શાફ્ટ વર્ક જેવા છે, અને તેમાં આઇસોકોરિક વર્કનો સમાવેશ થાય છે. આંતરિક ઊર્જા, એક અવસ્થા કાર્ય છે. ચક્રીય પ્રક્રિયાઓમાં, જેમ કે ઉષ્મા એન્જિનની કામગીરીમાં, કાર્યરત પદાર્થના સ્થિતિ કાર્યો ચક્ર પૂર્ણ થયા પછી તેમના પ્રારંભિક મૂલ્યો પર પાછા આવે છે. અનંત પ્રક્રિયામાં આંતરિક ઊર્જા માટે વિભેદક અથવા અનંત વૃદ્ધિ એ ચોક્કસ વિભેદક છે. ચોક્કસ તફાવતોનું પ્રતીક લોઅરકેસ અક્ષર છે. તેનાથી વિપરીત, ન તો અનંત વૃદ્ધિ અથવા ન તો અનંત પ્રક્રિયામાં સિસ્ટમના સ્થિતિ કાર્યમાં ફેરફારને રજૂ કરે છે. આમ, ગરમી અને કાર્યમાં અનંત વૃદ્ધિ એ અચોક્કસ તફાવત છે. લોઅરકેસ ગ્રીક અક્ષર ડેલ્ટા, એ અચોક્કસ તફાવતોનું પ્રતીક છે. એવી પ્રક્રિયામાં કોઈપણ અચોક્કસ વિભેદકનું અભિન્ન અંગ જ્યાં સિસ્ટમ નીકળી જાય છે અને પછી તે જ થર્મોડાયનેમિક સ્થિતિમાં પરત આવે છે તે જરૂરી નથી કે તે શૂન્યની બરાબર હોય. ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ, ઊષ્મા અને એન્ટ્રોપી વિભાગમાં, થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ અવલોકન કરે છે કે જો ઊષ્મા ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયામાં સિસ્ટમને પૂરી પાડવામાં આવે છે, તો ગરમી અને તાપમાનમાં વધારો ચોક્કસ તફાવત બનાવે છે અને તે, કાર્યકારી શરીરની એન્ટ્રોપી, એક સ્થિતિ કાર્ય છે. તેવી જ રીતે, સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત દબાણ સાથે, ધીમે ધીમે ચાલતી (અર્ધસ્થાયી) સીમા પાછળ, કાર્ય વિભેદક અને દબાણ, સિસ્ટમના કદ સાથે ચોક્કસ વિભેદક રચવા માટે ભેગા થાય છે, જે સ્થિતિ ચલ છે. સામાન્ય રીતે, રચનામાં ફેરફાર વિના સમાન દબાણ અને તાપમાનની પ્રણાલીઓ માટે, આ વિભેદક સમીકરણ સાથે સંકળાયેલ ખ્યાલ એ છે કે આંતરિક ઊર્જાને તેના કુદરતી ચલોનું કાર્ય ગણી શકાય અને. મૂળભૂત થર્મોડાયનેમિક સંબંધની આંતરિક ઊર્જાની રજૂઆતને આ રીતે લખવામાં આવે છે કે જો સ્થિર હોય અને જો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત એન્થાલ્પી સાથે સ્થિર હોય તો એન્થાલ્પીને તેના કુદરતી ચલોનું કાર્ય ગણી શકાય. મૂળભૂત થર્મોડાયનેમિક સંબંધની એન્થાલ્પી રજૂઆત લખવામાં આવી છે આંતરિક ઊર્જા રજૂઆત અને એન્થાલ્પી રજૂઆત એ એકબીજાના આંશિક લિજેન્ડર ટ્રાન્સફોર્મ છે. તેમાં સમાન ભૌતિક માહિતી હોય છે, જે અલગ અલગ રીતે લખવામાં આવે છે. આંતરિક ઊર્જાની જેમ, એન્થાલ્પી તેના કુદરતી ચલોના કાર્ય તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે તે થર્મોડાયનેમિક પોટેન્શિયલ છે અને તેમાં શરીર વિશેની તમામ થર્મોડાયનેમિક માહિતી હોય છે. જો કોઈ પદાર્થ તેની આસપાસ માત્ર વિસ્તરણ કાર્ય કરે છે ત્યારે તેમાં ગરમીનો જથ્થો ઉમેરવામાં આવે છે, તો એક હોય છે જો આ સતત દબાણ પર થાય છે, એટલે કે. સાથે, શરીર દ્વારા કરવામાં આવેલ વિસ્તરણ કાર્ય આના દ્વારા આપવામાં આવે છે; થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમને યાદ કરીને, પરિણામે, અવેજી દ્વારા એક હોય છે આ દૃશ્યમાં, એન્થાલ્પીમાં વધારો એ સિસ્ટમમાં ઉમેરવામાં આવેલી ગરમીના જથ્થા જેટલો છે. આ કેલરીમેટ્રી દ્વારા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં એન્થાલ્પી ફેરફારોના નિર્ધારણનો આધાર છે. ઘણી પ્રક્રિયાઓ સતત વાતાવરણીય દબાણ પર થતી હોવાથી, એન્થાલ્પીને કેટલીકવાર 'ઉષ્મા સામગ્રી' અથવા ઉષ્મા કાર્યનું ભ્રામક નામ આપવામાં આવે છે, જ્યારે તે વાસ્તવમાં સહસંયોજક બંધ અને આંતરઆણ્વિક દળોની ઊર્જા પર ભારપૂર્વક આધાર રાખે છે. સ્થિતિ કાર્યના કુદરતી ચલની દ્રષ્ટિએ, સ્થિતિ 1 થી સ્થિતિ 2 માં પરિવર્તનની આ પ્રક્રિયાને વ્યક્ત કરી શકાય છે કારણ કે તે જાણીતું છે કે તાપમાન સમાન રીતે આના દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે પરિણામે, આ કિસ્સામાં, અભિન્ન સ્થિર દબાણ પર સ્થાનાંતરિત ગરમીના જથ્થાને સ્પષ્ટ કરે છે. સામાન્ય સંજ્ઞા તરીકે ઇતિહાસ, અંગ્રેજી ગરમી અથવા હૂંફ (જેમ કે ફ્રેન્ચ કેલર, જર્મન વાર્મે, લેટિન કેલર, ગ્રીક θάλπος, વગેરે) થર્મલ ઊર્જા અથવા તાપમાન (માનવની ધારણા) નો સંદર્ભ આપે છે. દ્રવ્યના અલગ સ્વરૂપ તરીકે ઉષ્મીય ઊર્જા અથવા "ઉષ્મા" પરની અટકળોનો લાંબો ઇતિહાસ છે, જેને કેલરી સિદ્ધાંત, ફ્લોજિસ્ટન સિદ્ધાંત અને અગ્નિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તત્વજ્ઞાનીઓ દ્વારા સામાન્ય ભાષામાં ગરમીની ચર્ચા કરવામાં આવી છે. એક ઉદાહરણ જ્હોન લોકનું આ 1720નું અવતરણ છેઃ ગરમી એ પદાર્થના અસંવેદનશીલ ભાગોનું ખૂબ જ ઝડપી આંદોલન છે, જે આપણામાં તે સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે જ્યાંથી આપણે વસ્તુને ગરમ ગણાવીએ છીએ; તેથી આપણી સંવેદનામાં જે ગરમી છે, તે વસ્તુમાં ગતિ સિવાય બીજું કંઈ નથી. આ રીતે ગરમી ઉત્પન્ન થાય છેઃ કારણ કે આપણે જોઈએ છીએ કે બોર્ડ પર પિત્તળના ખીલીને ઘસવાથી તે ખૂબ જ ગરમ થઈ જશે; અને ગાડીઓ અને ડબ્બાઓના એક્સલ-વૃક્ષો ઘણીવાર ગરમ હોય છે, અને કેટલીકવાર અમુક અંશે, તે ચક્રની નાભિને ઘસવાથી તેમને આગ લગાડે છે. આ સ્રોતને જુલ દ્વારા વારંવાર ટાંકવામાં આવ્યો હતો. જ્હોન ટિન્ડેલની હીટ કન્સિડર્ડ એઝ મોડ ઓફ મોશન (1863) એ અંગ્રેજી બોલતા લોકો માટે ગતિ તરીકે ગરમીના વિચારને લોકપ્રિય બનાવવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી. આ સિદ્ધાંત ફ્રેન્ચ, અંગ્રેજી અને જર્મનમાં શૈક્ષણિક પ્રકાશનોમાં વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. પ્રારંભિક સમયથી, કાર્નોટ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ફ્રેન્ચ તકનીકી શબ્દ ચાલેરને અંગ્રેજી હીટ અને જર્મન વાર્મે (શાબ્દિક અર્થ) ની સમકક્ષ ગણવામાં આવતો હતો. "હૂંફ", જ્યારે ગરમીની સમકક્ષ જર્મન હિટ્ઝ હશે). ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ ગરમીની આધુનિક સમજણ ઘણીવાર થોમ્પસનના 1798ના ઉષ્માના યાંત્રિક સિદ્ધાંત (ઉષ્માના સ્ત્રોતને લગતી એક પ્રાયોગિક તપાસ જે ઘર્ષણ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે) ને આંશિક રીતે આભારી છે, જે ઉષ્માના યાંત્રિક સમકક્ષની ધારણા કરે છે. 1820ના દાયકામાં નિકોલસ ક્લેમેન્ટ અને સાદી કાર્નોટ (રિફ્લેક્શન્સ ઓન ધ મોટિવ પાવર ઓફ ફાયર) વચ્ચેના સહયોગમાં સમાન રીતે કેટલીક સંબંધિત વિચારસરણી હતી. 1842માં, જુલિયસ રોબર્ટ મેયરે કાગળના પલ્પમાં ઘર્ષણાત્મક રીતે ગરમી પેદા કરી અને તાપમાનમાં વધારો માપ્યો. 1845માં, જૂલે 'ધ મિકેનિકલ ઇક્વિવેલન્ટ ઓફ હીટ' શીર્ષક ધરાવતું એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું હતું, જેમાં તેમણે 'ગરમીના એકમનું ઉત્પાદન' કરવા માટે જરૂરી યાંત્રિક કાર્યની માત્રા માટે આંકડાકીય મૂલ્ય નિર્દિષ્ટ કર્યું હતું, જે પ્રતિરોધક દ્વારા વીજળીના માર્ગમાં ઘર્ષણ દ્વારા અને પાણીના વેટમાં પેડલના પરિભ્રમણમાં ગરમીના ઉત્પાદન પર આધારિત હતું. શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સનો સિદ્ધાંત 1850 થી 1860 ના દાયકામાં પરિપક્વ થયો. ક્લાઉસિયસ (1850) 1850માં, ઘર્ષણ દ્વારા ઉષ્મા ઉત્પાદનના જુલના પ્રાયોગિક પ્રદર્શનોને પ્રતિભાવ આપતા ક્લાઉસિયસે ઉષ્મા સંરક્ષણના કેલરી સિદ્ધાંતને નકારી કાઢ્યો હતો અને લખ્યું હતું કેઃ જો આપણે ધારીએ કે દ્રવ્યની જેમ ગરમીને પણ માત્રામાં ઘટાડી શકાતી નથી, તો આપણે એવું પણ માની લેવું જોઈએ કે તેને વધારી શકાતી નથી; પરંતુ ઘર્ષણ દ્વારા લાવવામાં આવેલા તાપમાનના આરોહણને સમજાવવું લગભગ અશક્ય છે, અન્યથા ગરમીમાં વાસ્તવિક વધારો ધારીને. જુલના સાવચેતીભર્યા પ્રયોગો, જેમણે યાંત્રિક બળના ઉપયોગ દ્વારા વિવિધ રીતે ગરમી વિકસાવી હતી, તે લગભગ નિશ્ચિતતા સુધી સ્થાપિત કરે છે, માત્ર ગરમીના જથ્થામાં વધારો કરવાની સંભાવના જ નહીં, પણ એ હકીકત પણ કે નવી ઉત્પાદિત ગરમી તેના ઉત્પાદનમાં ખર્ચવામાં આવેલા કાર્યના પ્રમાણસર છે. તે વધુ ટિપ્પણી કરી શકાય છે કે, તાજેતરમાં ઘણી હકીકતો બહાર આવી છે જે આ પૂર્વધારણાને ઉથલાવી દે છે કે ગરમી પોતે એક પદાર્થ છે, અને તે સાબિત કરવા માટે કે તે પદાર્થોના અંતિમ કણોની ગતિમાં બનેલો છે. આ પ્રક્રિયા કાર્ય રુડોલ્ફ ક્લોસિયસ દ્વારા 1850માં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. ક્લોસિયસે તેને જર્મન સંયોજન વાર્મેમેંગ સાથે વર્ણવ્યું હતું, જેનો અનુવાદ "ગરમીની માત્રા" તરીકે થાય છે. જેમ્સ ક્લર્ક મેક્સવેલે તેમના 1871 ના ઉષ્માના સિદ્ધાંતમાં ઉષ્માની વ્યાખ્યા માટે ચાર શરતોની રૂપરેખા આપી છેઃ તે એવી વસ્તુ છે જે થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમ અનુસાર એક પદાર્થમાંથી બીજા પદાર્થમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે. તે માપી શકાય તેવો જથ્થો છે, અને તેથી તેની ગાણિતિક રીતે સારવાર કરી શકાય છે. તેને ભૌતિક પદાર્થ તરીકે ગણી શકાય નહીં, કારણ કે તે એવી વસ્તુમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે જે ભૌતિક પદાર્થ નથી, દા. ત., યાંત્રિક કાર્ય. ઉષ્મા એ ઊર્જાનું એક સ્વરૂપ છે. પ્રક્રિયા કાર્યને ક્લોસિયસ દ્વારા વાર્મેમેંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અથવા અનુવાદમાં "ગરમીની માત્રા" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. "ઉષ્મા તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થા" ની ચોક્કસ વિભાવનાના સંક્ષિપ્ત સ્વરૂપ તરીકે "ઉષ્મા" નો ઉપયોગ 20મી સદીની શરૂઆતમાં કેટલીક પારિભાષિક મૂંઝવણ તરફ દોરી ગયો. શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સમાં પણ "ઉષ્મા" નો સામાન્ય અર્થ માત્ર "ઉષ્મા ઊર્જા" છે. 1920ના દાયકાથી, "સ્થિર વોલ્યુમ પર ગરમીની માત્રા" નો સંદર્ભ આપવા માટે એન્થાલ્પીનો ઉપયોગ કરવાની અને સામાન્ય અર્થમાં "ગરમી" નો હેતુ હોય ત્યારે થર્મલ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, જ્યારે "ગરમી" બે પ્રણાલીઓ વચ્ચે થર્મલ ઊર્જાના સ્થાનાંતરણના ખૂબ જ ચોક્કસ સંદર્ભ માટે અનામત રાખવામાં આવે છે. લિયોનાર્ડ બેનેડિક્ટ લોએબ તેમના વાયુઓના ગતિવિષયક સિદ્ધાંત (1927) માં ઉલ્લેખ કરતી વખતે "ગરમીની માત્રા" અથવા "ગરમી-માત્રા" નો ઉપયોગ કરવાનો મુદ્દો ઉઠાવે છેઃ થર્મોમેટ્રીની પૂર્ણતા પછી [.] ગરમીના ક્ષેત્રમાં કરવામાં આવેલી આગામી મહાન પ્રગતિ એ શબ્દની વ્યાખ્યા હતી જેને ગરમીની માત્રા કહેવામાં આવે છે. [. કેલરી સિદ્ધાંતનો ત્યાગ કર્યા પછી,] તે હજુ પણ આ ખૂબ જ ચોક્કસ ખ્યાલનું અર્થઘટન કરવાનું બાકી છે, ગરમીનો જથ્થો, એક સિદ્ધાંતની દ્રષ્ટિએ તમામ ગરમીને વાયુના અણુઓના ગતિશાસ્ત્રને આભારી છે. રિચાર્ડ ફેનમેને ભૌતિક ચિત્રણ સાથે ગરમીની રજૂઆત કરી હતી, જે અણુઓ અને અણુઓની ઝગમગતી ગતિ સાથે સંકળાયેલી છે, જેમાં વધેલા તાપમાનને અનુરૂપ ઝડપી ગતિ છે. ભૌતિકશાસ્ત્રને વધુ સમજાવવા માટે, તેમણે "ઉષ્મા" સાથે "ઉષ્મા ઊર્જા" શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. બ્રાયન (1907) 1907માં, જી. એચ. બ્રાયને થર્મોડાયનેમિક્સના પાયાની તપાસ પ્રકાશિત કરી, થર્મોડાયનેમિક્સઃ મુખ્યત્વે ફર્સ્ટ પ્રિન્સિપલ્સ અને તેમના ડાયરેક્ટ એપ્લિકેશન્સ, બી. જી. ટ્યુબનર, લેઇપઝિગ. જ્યારે થર્મોડાયનેમિક્સ પ્રયોગમૂલક રીતે સ્થાપિત થયું ત્યારે બ્રાયન લખી રહ્યા હતા, પરંતુ લોકો હજુ પણ તેની તાર્કિક રચનાને સ્પષ્ટ કરવામાં રસ ધરાવતા હતા. કારાથિઓડોરીનું 1909નું કાર્ય પણ આ ઐતિહાસિક યુગનું છે. બ્રાયન ભૌતિકશાસ્ત્રી હતા જ્યારે કારાથિઓડોરી ગણિતશાસ્ત્રી હતા. બ્રાયને તેમના ગ્રંથની શરૂઆત ગરમી અને તાપમાનની કલ્પનાઓ પરના પ્રારંભિક પ્રકરણ સાથે કરી હતી. તે એક ઉદાહરણ આપે છે કે જ્યાં શરીરનું તાપમાન વધારવા તરીકે ગરમીની કલ્પના તે શરીરને ગરમીનો જથ્થો પ્રદાન કરતી ગરમીની કલ્પનાને વિરોધાભાસી બનાવે છે. તેમણે એડિયાબેટિક પરિવર્તનને એવી રીતે વ્યાખ્યાયિત કર્યું કે જેમાં શરીર ન તો ગરમી મેળવે છે અને ન તો ગુમાવે છે. આ એડિયાબેટિક પરિવર્તનને વ્યાખ્યાયિત કરવા જેવું નથી કારણ કે તે કિરણોત્સર્ગ અને વહન માટે અભેદ્ય દિવાલોથી ઘેરાયેલા પદાર્થમાં થાય છે. તેમણે ઉષ્માના જથ્થાને માપવાની રીત તરીકે કેલરીમેટ્રીને માન્યતા આપી. તેમણે પાણીને મહત્તમ ઘનતા ધરાવતું તાપમાન હોવાનું સ્વીકાર્યું હતું. આ તે તાપમાનની આસપાસ થર્મોમેટ્રિક પદાર્થ તરીકે પાણીને અયોગ્ય બનાવે છે. તેમનો ઈરાદો વાચકોને યાદ અપાવવાનો હતો કે શા માટે થર્મોડાયનેમિકશાસ્ત્રીઓ ચોક્કસ થર્મોમેટ્રિક પદાર્થના ગુણધર્મોથી સ્વતંત્ર તાપમાનના સંપૂર્ણ પ્રમાણને પસંદ કરે છે. તેમના બીજા પ્રકરણની શરૂઆત બેન્જામિન થોમ્પસન દ્વારા, હમ્ફ્રી ડેવી દ્વારા, રોબર્ટ મેયર દ્વારા અને જેમ્સ પ્રેસ્કોટ જુલ દ્વારા ગરમીના સ્ત્રોત તરીકે ઘર્ષણની માન્યતા સાથે થઈ હતી. તેમણે થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ અથવા મેયર-જુલ સિદ્ધાંત નીચે મુજબ દર્શાવ્યો હતોઃ જ્યારે ગરમીને કાર્યમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અથવા તેનાથી વિપરીત કાર્યને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે મેળવેલી અથવા ગુમાવેલી ગરમીનો જથ્થો ગુમાવેલી અથવા મેળવેલી કામગીરીના પ્રમાણસર હોય છે. તેમણે લખ્યુંઃ જો ગરમીને ગતિશીલ એકમોમાં માપવામાં આવે તો યાંત્રિક સમકક્ષ એકતાની બરાબર બને છે, અને થર્મોડાયનેમિક્સના સમીકરણો સરળ અને વધુ સપ્રમાણ સ્વરૂપ ધારણ કરે છે. તેમણે સમજાવ્યું કે કેવી રીતે લેવોઇઝિયર અને લેપલેસનો કેલરી સિદ્ધાંત શુદ્ધ કેલરીમેટ્રીની દ્રષ્ટિએ અર્થપૂર્ણ બન્યો, જો કે તે ઘર્ષણ અને વીજળીના વહન જેવી પદ્ધતિઓ દ્વારા કાર્યને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં નિષ્ફળ ગયો. ઉષ્માના જથ્થાને તર્કસંગત રીતે વ્યાખ્યાયિત કર્યા પછી, તેમણે સંપૂર્ણ થર્મોડાયનેમિક તાપમાનની કેલ્વિન વ્યાખ્યા સહિત બીજા નિયમને ધ્યાનમાં લીધો. કલમ 41માં તેમણે લખ્યુંઃ કલમ 41. ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓની ભૌતિક અવાસ્તવિકતા. પ્રકૃતિમાં બધી જ ઘટનાઓ વધુ કે ઓછા પ્રમાણમાં ઉલટાવી ન શકાય તેવી હોય છે. આકાશી પદાર્થોની ગતિ ઉલટાવી શકાય તેવી ગતિની સૌથી નજીકનો અંદાજ આપે છે, પરંતુ આ પૃથ્વી પર થતી ગતિ મોટે ભાગે ઘર્ષણ, સ્નિગ્ધતા, વિદ્યુત અને અન્ય પ્રતિકાર દ્વારા મંદ હોય છે, અને જો ગતિશીલ પદાર્થોના સંબંધિત વેગ ઉલટાવી દેવામાં આવે, તો આ પ્રતિકાર હજુ પણ સંબંધિત ગતિને મંદ કરશે અને જો ગતિ સંપૂર્ણપણે ઉલટાવી શકાય તેવી હોય તો તે તેમને વેગ આપશે નહીં. ત્યારબાદ તેમણે ઊર્જા સંરક્ષણનો સિદ્ધાંત રજૂ કર્યો હતો. પછી તેમણે લખ્યુંઃ અપરિવર્તનીય ઘટનાઓના સંબંધમાં નીચેના સિદ્ધાંતો ધારણ કરવા પડશે. (1) જો કોઈ પ્રણાલી અપરિવર્તનીય પરિવર્તનમાંથી પસાર થઈ શકે છે, તો તે આવું કરશે. (2) સંપૂર્ણ રીતે ઉલટાવી શકાય તેવો ફેરફાર પોતે જ થઈ શકતો નથી; આવા ફેરફારને માત્ર ઉલટાવી ન શકાય તેવા પરિવર્તનના મર્યાદિત સ્વરૂપ તરીકે ગણી શકાય. પાન 46 પર, થર્મલ જોડાણમાં બંધ પ્રણાલીઓ વિશે વિચારતા, તેમણે લખ્યુંઃ આ રીતે આપણે એવી પ્રણાલીની ધારણા કરવા તરફ દોરી જઈએ છીએ જેમાં ઊર્જા યાંત્રિક કાર્યની કામગીરી સિવાય એક તત્વથી બીજા તત્વમાં પસાર થઈ શકે છે. પૃષ્ઠ 47 પર, હજુ પણ થર્મલ જોડાણમાં બંધ પ્રણાલીઓ વિશે વિચારીને, તેમણે લખ્યુંઃ §58. ગરમીનું પ્રમાણ. વ્યાખ્યા. જ્યારે ઊર્જા કાર્યની કામગીરી સિવાય એક પ્રણાલી અથવા પ્રણાલીના ભાગમાંથી બીજામાં વહે છે, ત્યારે આ રીતે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાને ઉષ્મા કહેવામાં આવે છે. પાન 48 પર તેમણે લખ્યુંઃ §59. જ્યારે બે પદાર્થો એકબીજા પર ઉષ્મીય રીતે કાર્ય કરે છે ત્યારે એક દ્વારા મેળવેલી અને બીજા દ્વારા ગુમાવેલી ગરમીની માત્રા સમાન હોય તે જરૂરી નથી. અંતર પરના પદાર્થોના કિસ્સામાં, ગરમી મધ્યવર્તી માધ્યમમાંથી લઈ શકાય છે અથવા આપી શકાય છે. ઈથરના કોઈપણ ભાગ દ્વારા પ્રાપ્ત ગરમીની માત્રાને તે જ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે જે રીતે ભૌતિક પદાર્થ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. [તે થર્મલ રેડિયેશન વિશે વિચારી રહ્યો હતો.] અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ અપવાદ ત્યારે થાય છે જ્યારે સંપર્કમાં રહેલા બે ખરબચડા પદાર્થો વચ્ચે સ્લાઇડિંગ થાય છે. કરવામાં આવેલ કાર્યોનો બીજગણિત સરવાળો શૂન્યથી અલગ છે, કારણ કે, ક્રિયા અને પ્રતિક્રિયા સમાન અને વિરુદ્ધ હોવા છતાં સંપર્કમાં રહેલા પદાર્થોના ભાગોના વેગ અલગ છે. વધુમાં, આ પ્રક્રિયામાં ગુમાવેલું કાર્ય પ્રણાલીની પરસ્પર સંભવિત ઊર્જામાં વધારો કરતું નથી અને પદાર્થો વચ્ચે કોઈ મધ્યવર્તી માધ્યમ નથી. જ્યાં સુધી ખોવાયેલી ઊર્જાનો અન્ય રીતે હિસાબ કરી શકાતો નથી, (જેમ કે જ્યારે ઘર્ષણ વીજળીકરણ ઉત્પન્ન કરે છે), તે ઊર્જા સંરક્ષણના સિદ્ધાંત પરથી અનુસરે છે કે બે પ્રણાલીઓ દ્વારા પ્રાપ્ત ગરમીના જથ્થાનો બીજગણિત સરવાળો ઘર્ષણ દ્વારા ખોવાયેલા કાર્યના જથ્થા જેટલો છે. [આ વિચાર ઉપરની જેમ બ્રિજમેન દ્વારા પડઘો પાડવામાં આવ્યો હતો.] કારાથિઓડોરી (1909) થર્મોડાયનેમિક્સમાં ગરમીની પ્રખ્યાત અને વારંવારની વ્યાખ્યા કારાથિઓડોરી (1909) ના કાર્ય પર આધારિત છે, જે બંધ પ્રણાલીમાં પ્રક્રિયાઓનો ઉલ્લેખ કરે છે. કારાથિઓડોરી મેક્સ બોર્નના સૂચનનો જવાબ આપી રહ્યા હતા કે તેઓ થર્મોડાયનેમિક્સની તાર્કિક રચનાની તપાસ કરે. મનસ્વી સ્થિતિમાં શરીરની આંતરિક ઊર્જા જ્યારે તે સંદર્ભ સ્થિતિથી શરૂ થાય છે ત્યારે શરીર દ્વારા તેની આસપાસના વિસ્તારમાં કરવામાં આવતા કાર્યની માત્રા દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. આવા કાર્યનું મૂલ્યાંકન શરીરની આસપાસના વિસ્તારોમાં નિર્ધારિત જથ્થા દ્વારા કરવામાં આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આસપાસના ઘર્ષણને કારણે ભૂલ વિના, આવા કાર્યનું સચોટ મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે; આ વ્યાખ્યા દ્વારા શરીરમાં ઘર્ષણને બાકાત રાખવામાં આવ્યું નથી. કામની એડિયાબેટિક કામગીરીને એડિયાબેટિક દિવાલોની દ્રષ્ટિએ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જે કાર્ય તરીકે ઊર્જાના સ્થાનાંતરણને મંજૂરી આપે છે, પરંતુ ઊર્જા અથવા દ્રવ્યનું અન્ય કોઈ સ્થાનાંતરણ નથી. ખાસ કરીને તેઓ ઊર્જાને ગરમી તરીકે પસાર થવા દેતા નથી. આ વ્યાખ્યા અનુસાર, એડિયાબેટિક રીતે કરવામાં આવતું કાર્ય સામાન્ય રીતે થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમ અથવા બોડીની અંદર ઘર્ષણ સાથે હોય છે. બીજી બાજુ, કારાથિઓડોરી (1909) અનુસાર, ત્યાં બિન-એડિયાબેટિક, ડાયથર્મલ દિવાલો પણ અસ્તિત્વમાં છે, જે માત્ર ગરમી માટે પારગમ્ય હોવાનું માનવામાં આવે છે. ઉષ્મા તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાની વ્યાખ્યા માટે, પરંપરાગત રીતે એવી કલ્પના કરવામાં આવે છે કે બે ઘટકો સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા સ્થિતિમાંથી મનસ્વી રસની સ્થિતિ પ્રાપ્ત થાય છે, એક એડિયાબેટિક અને બીજું એડિયાબેટિક નહીં. સગવડ માટે કોઈ એવું કહી શકે છે કે એડિયાબેટિક ઘટક એ દિવાલોની હિલચાલ દ્વારા કદમાં ફેરફાર દ્વારા શરીર દ્વારા કરવામાં આવેલા કાર્યનો સરવાળો હતો જ્યારે બિન-એડિયાબેટિક દિવાલને અસ્થાયી રૂપે એડિયાબેટિક અને આઇસોકોરિક એડિયાબેટિક કાર્ય તરીકે પ્રસ્તુત કરવામાં આવી હતી. પછી બિન-એડિયાબેટિક ઘટક એ દિવાલમાંથી ઊર્જા સ્થાનાંતરણની પ્રક્રિયા છે જે માત્ર ગરમીને પસાર કરે છે, જે આ સ્થાનાંતરણના હેતુ માટે નવા સુલભ બને છે, આસપાસના વિસ્તારમાંથી શરીર સુધી. રાજ્યમાંથી રાજ્ય સુધી પહોંચવા માટે આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર એ સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના બે પ્રમાણોનો તફાવત છે. જો કે કારાથિઓડોરીએ પોતે આવી વ્યાખ્યા આપી ન હતી, તેમ છતાં તેમના કાર્યને અનુસરીને, સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસોમાં ગરમીને વ્યાખ્યાયિત કરવાની પ્રથા છે, તેની આસપાસના શરીર માટે, સ્થિતિમાંથી સ્થિતિમાં પરિવર્તનની સંયુક્ત પ્રક્રિયામાં, આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર તરીકે, કાર્યની માત્રા બાદબાકી, શરીર દ્વારા તેની આસપાસ એડિયાબેટિક પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે, જેથી. આ વ્યાખ્યામાં, વૈચારિક કઠોરતા માટે, ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાનો જથ્થો બિન-એડિયાબેટિક પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં સીધો સ્પષ્ટ કરવામાં આવ્યો નથી. સંદર્ભ સ્થિતિમાંથી મનસ્વી સ્થિતિમાં પરિવર્તનની સંયુક્ત પ્રક્રિયા માટે, તે ચોક્કસપણે બે ચલોના જ્ઞાન દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, આંતરિક ઊર્જાનું પરિવર્તન અને કરવામાં આવેલ એડિયાબેટિક કાર્યની માત્રા. તે મહત્વનું છે કે આમાં સંયુક્ત પ્રક્રિયાના બિન-એડિયાબેટિક ઘટકમાં સ્થાનાંતરિત ઊર્જાની માત્રાનો સ્પષ્ટ રીતે સમાવેશ થતો નથી. અહીં એવું માનવામાં આવે છે કે એક સ્થિતિથી બીજી સ્થિતિમાં પસાર થવા માટે જરૂરી ઊર્જાનું પ્રમાણ, આંતરિક ઊર્જાનું પરિવર્તન, સંયુક્ત પ્રક્રિયાથી સ્વતંત્ર રીતે, શુદ્ધ એડિયાબેટિક પ્રક્રિયા દ્વારા નિર્ધારણ દ્વારા જાણીતું છે, જેમ કે ઉપરની સ્થિતિની આંતરિક ઊર્જાના નિર્ધારણ માટે. આ વ્યાખ્યામાં જે કઠોરતા મૂલ્યવાન છે તે એ છે કે એક અને માત્ર એક જ પ્રકારનું ઊર્જા સ્થાનાંતરણ મૂળભૂત તરીકે સ્વીકારવામાં આવે છેઃ ઊર્જા કાર્ય તરીકે સ્થાનાંતરિત થાય છે. ઉષ્મા તરીકે ઊર્જા સ્થાનાંતરણને તારવેલી માત્રા ગણવામાં આવે છે. આ યોજનામાં કામની વિશિષ્ટતા ગર્ભધારણની સખતાઈ અને શુદ્ધતાની બાંયધરી તરીકે ગણવામાં આવે છે. આ વ્યાખ્યાની વૈચારિક શુદ્ધતા, એક આદર્શ કલ્પના તરીકે કાર્ય તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના ખ્યાલ પર આધારિત છે, તે વિચાર પર આધાર રાખે છે કે ઊર્જા સ્થાનાંતરણની કેટલીક ઘર્ષણ વિનાની અને અન્યથા બિન-વિઘટનકારી પ્રક્રિયાઓને ભૌતિક વાસ્તવિકતામાં અનુભવી શકાય છે. બીજી બાજુ, થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ આપણને ખાતરી આપે છે કે આવી પ્રક્રિયાઓ પ્રકૃતિમાં જોવા મળતી નથી. કારાથિઓડોરીના 1909 ના પેપર પર આધારિત ગરમીની સખત ગાણિતિક વ્યાખ્યા પહેલાં, ઐતિહાસિક રીતે, ગરમી, તાપમાન અને થર્મલ સંતુલનને થર્મોડાયનેમિક્સના પાઠ્યપુસ્તકોમાં સંયુક્ત રીતે આદિમ કલ્પનાઓ તરીકે રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા. કારાથિઓડોરીએ તેમના 1909 ના પેપરની રજૂઆત આ રીતે કરી હતીઃ "થર્મોડાયનેમિક્સની શિસ્તને કોઈપણ પૂર્વધારણાનો આશરો લીધા વિના ન્યાયી ઠેરવી શકાય છે કે જેને પ્રાયોગિક રીતે ચકાસી શકાતી નથી તે દરખાસ્તને થર્મોડાયનેમિક્સના સંશોધનના સૌથી નોંધપાત્ર પરિણામોમાંથી એક તરીકે ગણવી જોઈએ જે છેલ્લી સદી દરમિયાન પૂર્ણ કરવામાં આવી હતી". "છેલ્લા પચાસ વર્ષોમાં સક્રિય રહેલા મોટાભાગના લેખકો દ્વારા અપનાવવામાં આવેલા દ્રષ્ટિકોણ" નો ઉલ્લેખ કરતા, કારાથિઓડોરીએ લખ્યુંઃ "ગરમી તરીકે ઓળખાતી ભૌતિક માત્રા અસ્તિત્વમાં છે જે યાંત્રિક માત્રા (દળ, બળ, દબાણ, વગેરે) સાથે સમાન નથી. અને જેની વિવિધતાઓ કેલરીમેટ્રિક માપ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. જેમ્સ સેરીન થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતનો પરિચય આ રીતે આપે છેઃ "નીચેના વિભાગમાં, આપણે ગરમી, કાર્ય અને ઉષ્ણતાની શાસ્ત્રીય કલ્પનાઓનો ઉપયોગ આદિમ તત્વો તરીકે કરીશું. તે ગરમી થર્મોડાયનેમિક્સ માટે યોગ્ય અને કુદરતી આદિમ છે જે કાર્નોટે પહેલેથી જ સ્વીકારી લીધી હતી. થર્મોડાયનેમિકલ માળખાના આદિમ તત્વ તરીકે તેની સતત માન્યતા એ હકીકતને કારણે છે કે તે એક આવશ્યક ભૌતિક ખ્યાલનું સંશ્લેષણ કરે છે, તેમજ તાજેતરના કાર્યોમાં વિવિધ બંધારણીય સિદ્ધાંતોને એકીકૃત કરવા માટે તેનો સફળ ઉપયોગ કરે છે. થર્મોડાયનેમિક્સના આધારની આ પરંપરાગત પ્રકારની રજૂઆતમાં એવા વિચારોનો સમાવેશ થાય છે જેનો સારાંશ આ નિવેદન દ્વારા આપી શકાય છે કે ગરમીનું સ્થાનાંતરણ સંપૂર્ણપણે તાપમાનની અવકાશી બિન-એકરૂપતાને કારણે થાય છે, અને તે ગરમથી ઠંડા પદાર્થો સુધી વહન અને કિરણોત્સર્ગ દ્વારા થાય છે. કેટલીકવાર એવું સૂચવવામાં આવે છે કે આ પરંપરાગત પ્રકારની પ્રસ્તુતિ આવશ્યકપણે "પરિપત્ર તર્ક" પર આધારિત છે. ઉષ્મા તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાની વ્યાખ્યા માટેનો આ વૈકલ્પિક અભિગમ તાર્કિક માળખામાં કારાથિઓડોરીથી અલગ છે, જે ઉપર વર્ણવેલ છે. આ વૈકલ્પિક અભિગમ કેલરીમેટ્રીને ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાને માપવાની પ્રાથમિક અથવા સીધી રીત તરીકે સ્વીકારે છે. તે તેની આદિમ વિભાવનાઓમાંની એક તરીકે તાપમાન પર આધાર રાખે છે, અને કેલરીમેટ્રીમાં વપરાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આંતરિક ઊર્જામાં તફાવતોને માપવા માટે ભૌતિક રીતે પૂરતી પ્રક્રિયાઓ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આવી પ્રક્રિયાઓ કાર્ય તરીકે ઊર્જાના એડિયાબેટિક ટ્રાન્સફર સુધી મર્યાદિત નથી. તેમાં કેલરીમેટ્રીનો સમાવેશ થાય છે, જે આંતરિક ઊર્જાના તફાવતો શોધવાની સૌથી સામાન્ય વ્યવહારુ રીત છે. જરૂરી તાપમાન પ્રયોગમૂલક અથવા સંપૂર્ણ થર્મોડાયનેમિક હોઈ શકે છે. તેનાથી વિપરીત, ઉપર વર્ણવેલ કૈરાથિઓડોરી રીત ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાની તેની પ્રાથમિક વ્યાખ્યામાં કેલરીમેટ્રી અથવા તાપમાનનો ઉપયોગ કરતી નથી. કૅરાથિઓડોરી રીત કેલરીમેટ્રીને માત્ર ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાને માપવાની ગૌણ અથવા પરોક્ષ રીત તરીકે માને છે. ઉપર વધુ વિગતવાર વર્ણવ્યા મુજબ, કેરાથિઓડોરી રીત પ્રક્રિયામાં ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાને મુખ્યત્વે અથવા સીધી રીતે શેષ જથ્થા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે. તેની ગણતરી પ્રણાલીની પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થિતિઓની આંતરિક ઊર્જાના તફાવત અને પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રણાલી દ્વારા કરવામાં આવેલા વાસ્તવિક કાર્યમાંથી કરવામાં આવે છે. તે આંતરિક ઊર્જાનો તફાવત કાર્ય તરીકે ઊર્જાના શુદ્ધ એડિયાબેટિક ટ્રાન્સફરની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અગાઉથી માપવામાં આવ્યો હોવાનું માનવામાં આવે છે, જે પ્રક્રિયાઓ પ્રણાલીને પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થિતિઓ વચ્ચે લઈ જાય છે. કૈરાથિઓડોરી પદ્ધતિ દ્વારા એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રયોગમાંથી જાણીતું છે કે વાસ્તવમાં ભૌતિક રીતે આવી પૂરતી એડિયાબેટિક પ્રક્રિયાઓ અસ્તિત્વમાં છે, જેથી ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાને માપવા માટે કેલરીમેટ્રીનો કોઈ આશ્રય લેવાની જરૂર નથી. આ પૂર્વધારણા આવશ્યક છે પરંતુ તેને સ્પષ્ટ રીતે ન તો થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમ તરીકે અથવા કેરાથિઓડોરી માર્ગના સ્વયંસિદ્ધ તરીકે લેબલ કરવામાં આવે છે. હકીકતમાં, આવી એડિયાબેટિક પ્રક્રિયાઓનું વાસ્તવિક ભૌતિક અસ્તિત્વ ખરેખર મોટે ભાગે ધારણા છે, અને તે માનવામાં આવતી પ્રક્રિયાઓ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં અસ્તિત્વમાં છે તેની વાસ્તવમાં પ્રયોગમૂલક રીતે ચકાસણી કરવામાં આવી નથી. વર્ષોથી, ઉદાહરણ તરીકે, તેમના 1879 ના થીસીસમાં, પરંતુ ખાસ કરીને 1926 માં, પ્લેન્કે ગરમીને વ્યાખ્યાયિત કરવાની સૌથી ચોક્કસ રીત તરીકે ઘસીને ગરમી ઉત્પન્ન કરવાની હિમાયત કરી હતી. પ્લેન્કે આમાં ભાગ ન લેવા બદલ કારાથિઓડોરીની ટીકા કરી હતી. કારાથિઓડોરી એક ગણિતશાસ્ત્રી હતા જેમને એડિયાબેટિક પ્રક્રિયાઓની દ્રષ્ટિએ વિચારવું ગમતું હતું, અને કદાચ તેમને ઘર્ષણ વિશે વિચારવું મુશ્કેલ લાગ્યું હતું, જ્યારે કે પ્લેન્ક એક ભૌતિકશાસ્ત્રી હતા. હીટ ટ્રાન્સફર બે પદાર્થો વચ્ચે હીટ ટ્રાન્સફર વહનનો ઉલ્લેખ કરતા, પાર્ટિંગ્ટન લખે છેઃ "જો ગરમ પદાર્થને ઠંડા પદાર્થના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે, તો ગરમ પદાર્થનું તાપમાન ઘટે છે અને ઠંડા પદાર્થનું તાપમાન વધે છે, અને એવું કહેવામાં આવે છે કે ગરમીનો જથ્થો ગરમ પદાર્થમાંથી ઠંડા પદાર્થમાં પસાર થઈ ગયો છે". કિરણોત્સર્ગનો ઉલ્લેખ કરતા, મેક્સવેલ લખે છેઃ "કિરણોત્સર્ગમાં, ગરમ પદાર્થ ગરમી ગુમાવે છે, અને ઠંડા પદાર્થને અમુક મધ્યવર્તી માધ્યમમાં થતી પ્રક્રિયા દ્વારા ગરમી પ્રાપ્ત થાય છે જે પોતે ગરમ થતું નથી". મેક્સવેલ લખે છે કે સંવહન એ "શુદ્ધ રીતે ઉષ્મીય ઘટના નથી". થર્મોડાયનેમિક્સમાં, સામાન્ય રીતે સંવહનને આંતરિક ઊર્જાનું પરિવહન માનવામાં આવે છે. જો, તેમ છતાં, સંવહન બંધ અને રુધિરાભિસરણ હોય, તો તેને એક મધ્યસ્થી તરીકે ગણવામાં આવે છે જે સ્ત્રોત અને ગંતવ્ય પદાર્થો વચ્ચે ગરમી તરીકે ઊર્જાને સ્થાનાંતરિત કરે છે, કારણ કે તે માત્ર ઊર્જાને સ્થાનાંતરિત કરે છે અને સ્ત્રોતમાંથી ગંતવ્ય પદાર્થમાં દ્રવ્યને સ્થાનાંતરિત કરતું નથી. બંધ પ્રણાલીઓ માટેના પ્રથમ નિયમ અનુસાર, ઊર્જા માત્ર ત્યારે જ સ્થાનાંતરિત થાય છે જ્યારે ગરમી એક પદાર્થને છોડે છે અને બીજામાં પ્રવેશ કરે છે, દરેકની આંતરિક શક્તિઓમાં ફેરફાર કરે છે. કાર્ય તરીકે શરીરની વચ્ચે ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ એ આંતરિક શક્તિઓને બદલવાની પૂરક રીત છે. જો કે તે કડક ભૌતિક વિભાવનાઓના દૃષ્ટિકોણથી તાર્કિક રીતે સખત નથી, તેમ છતાં આને વ્યક્ત કરતા શબ્દોનું એક સામાન્ય સ્વરૂપ એ છે કે ગરમી અને કાર્ય આંતરપરિવર્તનશીલ છે. ચક્રીય રીતે કાર્યરત એન્જિન કે જે માત્ર ગરમી અને કાર્ય સ્થાનાંતરણનો ઉપયોગ કરે છે તેમાં બે થર્મલ જળાશયો હોય છે, એક ગરમ અને એક ઠંડા. તેમને તે જળાશયોની તુલનામાં કાર્યકારી શરીરના કાર્યકારી તાપમાનની શ્રેણી દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. હીટ એન્જિનમાં, કાર્યરત શરીર હંમેશાં ગરમ જળાશય કરતાં વધુ ઠંડુ અને ઠંડા જળાશય કરતાં વધુ ગરમ હોય છે. એક અર્થમાં, તે કાર્ય ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉષ્મા સ્થાનાંતરણનો ઉપયોગ કરે છે. હીટ પંપમાં, કાર્યરત શરીર, ચક્રના તબક્કે, ગરમ જળાશય કરતાં વધુ ગરમ અને ઠંડા જળાશય કરતાં વધુ ઠંડુ હોય છે. એક અર્થમાં, તે ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ ઉત્પન્ન કરવા માટે કાર્યનો ઉપયોગ કરે છે. શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સમાં, સામાન્ય રીતે માનવામાં આવતું મોડેલ હીટ એન્જિન છે. તેમાં ચાર સંસ્થાઓનો સમાવેશ થાય છેઃ કાર્યકારી સંસ્થા, ગરમ સંસ્થા, ઠંડા સંસ્થા અને કાર્યકારી સંસ્થા. એક ચક્રીય પ્રક્રિયા કાર્યકારી શરીરને અપરિવર્તિત સ્થિતિમાં છોડી દે છે, અને અનિશ્ચિત સમય માટે વારંવાર પુનરાવર્તિત થવાની કલ્પના કરવામાં આવે છે. કાર્યકારી સંસ્થા અને કાર્ય જળાશય વચ્ચે કાર્ય સ્થાનાંતરણને ઉલટાવી શકાય તેવું માનવામાં આવે છે, અને આમ માત્ર એક જ કાર્ય જળાશયની જરૂર પડે છે. પરંતુ બે ઉષ્મીય જળાશયોની જરૂર છે, કારણ કે ઉષ્મા તરીકે ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ ઉલટાવી ન શકાય તેવું છે. એક જ ચક્ર ગરમ જળાશયમાંથી કાર્યરત શરીર દ્વારા લેવામાં આવતી ઊર્જાને જુએ છે અને અન્ય બે જળાશયો, કાર્ય જળાશય અને ઠંડા જળાશયમાં મોકલવામાં આવે છે. ગરમ જળાશય હંમેશા અને માત્ર ઊર્જા પૂરી પાડે છે અને ઠંડા જળાશય હંમેશા અને માત્ર ઊર્જા મેળવે છે. થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમ માટે જરૂરી છે કે કોઈ પણ ચક્ર આવી શકે નહીં જેમાં ઠંડા જળાશય દ્વારા કોઈ ઊર્જા પ્રાપ્ત ન થાય. જ્યારે પ્રારંભિક અને અંતિમ તાપમાનનો ગુણોત્તર વધારે હોય ત્યારે ઉષ્મા એન્જિન ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે. હીટ પંપ અથવા રેફ્રિજરેટર અન્ય સામાન્ય રીતે માનવામાં આવતું મોડેલ હીટ પંપ અથવા રેફ્રિજરેટર છે. ફરીથી ચાર સંસ્થાઓ છેઃ કાર્યકારી સંસ્થા, ગરમ સંસ્થા, ઠંડા સંસ્થા અને કાર્ય સંસ્થા. એક જ ચક્ર ઠંડા જળાશય કરતાં વધુ ઠંડા કાર્યરત શરીર સાથે શરૂ થાય છે, અને પછી ઠંડા જળાશયમાંથી કાર્યરત શરીર દ્વારા ઊર્જા ગરમી તરીકે લેવામાં આવે છે. પછી કાર્ય જળાશય કાર્યરત શરીર પર કામ કરે છે, તેની આંતરિક ઊર્જામાં વધુ ઉમેરો કરે છે, જે તેને ગરમ જળાશય કરતાં વધુ ગરમ બનાવે છે. ગરમ કાર્યરત પદાર્થ ગરમ જળાશયમાં ગરમી પસાર કરે છે, પરંતુ હજુ પણ ઠંડા જળાશય કરતાં વધુ ગરમ રહે છે. પછી, તેને અન્ય પદાર્થમાં ગરમી પસાર કર્યા વિના વિસ્તરણ કરવાની મંજૂરી આપીને, કાર્યરત પદાર્થને ઠંડા જળાશય કરતાં વધુ ઠંડો બનાવવામાં આવે છે. તે હવે બીજું ચક્ર શરૂ કરવા માટે ઠંડા જળાશયમાંથી ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ સ્વીકારી શકે છે. આ ઉપકરણે ઊર્જાને ઠંડા જળાશયમાંથી ગરમ જળાશયમાં પરિવહન કર્યું છે, પરંતુ આને નિર્જીવ એજન્સી દ્વારા ગણવામાં આવતું નથી; તેના બદલે, તેને કાર્યના ઉપયોગ દ્વારા ગણવામાં આવે છે. આનું કારણ એ છે કે કાર્ય જળાશયમાંથી કામ પૂરું પાડવામાં આવે છે, માત્ર એક સરળ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયા દ્વારા નહીં, પરંતુ થર્મોડાયનેમિક કામગીરી અને પ્રક્રિયાઓના ચક્ર દ્વારા, જેને એનિમેટ અથવા હાર્નેસિંગ એજન્સી દ્વારા નિર્દેશિત માનવામાં આવે છે. તદનુસાર, ચક્ર હજુ પણ થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમ સાથે સુસંગત છે. જ્યારે ગરમ અને ઠંડા જળાશયો વચ્ચે તાપમાનનો તફાવત ઓછો હોય ત્યારે હીટ પંપ (જે એકતાને વટાવી જાય છે) ની 'કાર્યક્ષમતા' શ્રેષ્ઠ હોય છે. કાર્યાત્મક રીતે, આવા એન્જિનનો ઉપયોગ બે રીતે થાય છે, લક્ષ્ય જળાશય અને સંસાધન અથવા આસપાસના જળાશયને અલગ પાડે છે. હીટ પંપ સંસાધન અથવા આસપાસના જળાશયમાંથી લક્ષ્ય તરીકે ગરમીને ગરમ જળાશયમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. રેફ્રિજરેટર લક્ષ્ય તરીકે ઠંડા જળાશયમાંથી સંસાધન અથવા આસપાસના જળાશયમાં ગરમી સ્થાનાંતરિત કરે છે. લક્ષ્ય જળાશયને લીકિંગ તરીકે ગણી શકાયઃ જ્યારે લક્ષ્ય આસપાસના વિસ્તારોમાં ગરમી લીક કરે છે, ત્યારે હીટ પંપિંગનો ઉપયોગ થાય છે; જ્યારે લક્ષ્ય આસપાસના વિસ્તારોમાં ઠંડક લીક કરે છે, ત્યારે રેફ્રિજરેશનનો ઉપયોગ થાય છે. એન્જિન લિકને દૂર કરવા માટે કામ કરે છે. મેક્રોસ્કોપિક દૃષ્ટિકોણ પ્લેન્કના જણાવ્યા અનુસાર, ગરમી માટે ત્રણ મુખ્ય વૈચારિક અભિગમો છે. એક માઇક્રોસ્કોપિક અથવા કાઇનેટિક થિયરી અભિગમ છે. અન્ય બે મેક્રોસ્કોપિક અભિગમ છે. મેક્રોસ્કોપિક અભિગમોમાંથી એક પ્રક્રિયાઓના યાંત્રિક વિશ્લેષણ સાથે થર્મોડાયનેમિક્સ પહેલાં લેવામાં આવેલા ઊર્જા સંરક્ષણના નિયમ દ્વારા છે, ઉદાહરણ તરીકે હેલ્મહોલ્ટ્ઝના કાર્યમાં. આ યાંત્રિક દ્રષ્ટિકોણ આ લેખમાં થર્મોડાયનેમિક સિદ્ધાંત માટે હાલમાં પ્રચલિત તરીકે લેવામાં આવ્યો છે. અન્ય મેક્રોસ્કોપિક અભિગમ થર્મોડાયનેમિક છે, જે ગરમીને એક આદિમ ખ્યાલ તરીકે સ્વીકારે છે, જે ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાના જ્ઞાનમાં વૈજ્ઞાનિક પ્રેરણ દ્વારા ફાળો આપે છે. આ દ્રષ્ટિકોણને વ્યાપક રીતે વ્યવહારુ તરીકે લેવામાં આવે છે, ગરમીનો જથ્થો કેલરીમેટ્રી દ્વારા માપવામાં આવે છે. બેલિન બે મેક્રોસ્કોપિક અભિગમોને યાંત્રિક અને થર્મોડાયનેમિક તરીકે પણ અલગ પાડે છે. થર્મોડાયનેમિક્સનો દૃષ્ટિકોણ ઓગણીસમી સદીમાં થર્મોડાયનેમિક્સના સ્થાપકો દ્વારા લેવામાં આવ્યો હતો. તે ગરમી તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાને તાપમાનના આદિમ ખ્યાલ સાથે સુસંગત આદિમ ખ્યાલ તરીકે માને છે, જે મુખ્યત્વે કેલરીમેટ્રી દ્વારા માપવામાં આવે છે. કેલરીમીટર એ પ્રણાલીની આસપાસના વિસ્તારમાં આવેલું એક પદાર્થ છે, જેનું પોતાનું તાપમાન અને આંતરિક ઊર્જા હોય છે; જ્યારે તે ઉષ્મા વહન માટેના માર્ગ દ્વારા પ્રણાલી સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે તેમાં થતા ફેરફારો ઉષ્મા વહનને માપે છે. યાંત્રિક દ્રષ્ટિકોણની પહેલ હેલ્મહોલ્ટ્ઝ દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને વીસમી સદીમાં મેક્સ બોર્નના પ્રભાવ દ્વારા તેનો વિકાસ અને ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. તે ઉષ્મા તરીકે સ્થાનાંતરિત ઉષ્માના જથ્થાને વ્યુત્પન્ન ખ્યાલ તરીકે માને છે, જેને બંધ પ્રણાલીઓ માટે કાર્ય સ્થાનાંતરણ સિવાયની પદ્ધતિઓ દ્વારા સ્થાનાંતરિત ઉષ્માના જથ્થા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, બાદમાં થર્મોડાયનેમિક્સ માટે આદિમ તરીકે ગણવામાં આવે છે, જેને મેક્રોસ્કોપિક મિકેનિક્સ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. બોર્નના જણાવ્યા અનુસાર, દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણ સાથે ખુલ્લી પ્રણાલીઓ વચ્ચે આંતરિક ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ "મિકેનિક્સમાં ઘટાડી શકાતું નથી". તે અનુસરે છે કે ઉષ્મા તરીકે અથવા દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણ સાથે સંકળાયેલ કાર્ય તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના જથ્થાની કોઈ સારી રીતે સ્થાપિત વ્યાખ્યા નથી. તેમ છતાં, બિન-સંતુલન પ્રક્રિયાઓના થર્મોડાયનેમિકલ વર્ણન માટે, જ્યારે સિસ્ટમ અને આસપાસના વચ્ચે કોઈ ભૌતિક અવરોધ અથવા દિવાલ ન હોય ત્યારે, એટલે કે, જ્યારે તેઓ એકબીજાના સંદર્ભમાં ખુલ્લા હોય ત્યારે, રસની સિસ્ટમમાં આસપાસના વાતાવરણ દ્વારા સ્થાપિત તાપમાન ઢાળની અસરને ધ્યાનમાં લેવાની ઇચ્છા છે. આ સંજોગોમાં કાર્યની દ્રષ્ટિએ યાંત્રિક વ્યાખ્યાની અશક્યતા એ ભૌતિક હકીકતને બદલતી નથી કે તાપમાનનો ઢાળ આંતરિક ઊર્જાના પ્રસરણ પ્રવાહનું કારણ બને છે, જે પ્રક્રિયા, થર્મોડાયનેમિક દૃષ્ટિકોણમાં, ઊર્જાના ટ્રાન્સફર માટેના ઉમેદવાર ખ્યાલ તરીકે પ્રસ્તાવિત થઈ શકે છે. આ સંજોગોમાં, એવી અપેક્ષા રાખી શકાય છે કે આંતરિક ઊર્જાના ફેલાતા પ્રવાહના સક્રિય અન્ય પરિબળો પણ હોઈ શકે છે, જેમ કે રાસાયણિક ક્ષમતાનો ઢાળ જે દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણને ચલાવે છે, અને વિદ્યુત ક્ષમતાનો ઢાળ જે વિદ્યુત પ્રવાહ અને આયનોફોરેસિસને ચલાવે છે; આવી અસરો સામાન્ય રીતે તાપમાનના ઢાળ દ્વારા સંચાલિત આંતરિક ઊર્જાના ફેલાતા પ્રવાહ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને આવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને ક્રોસ-ઇફેક્ટ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જો આંતરિક ઊર્જાના પ્રસરણશીલ સ્થાનાંતરણમાં પરિણમતી આડઅસરોને પણ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ તરીકે લેબલ કરવામાં આવે, તો તેઓ કેટલીકવાર આ નિયમનું ઉલ્લંઘન કરશે કે શુદ્ધ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ માત્ર તાપમાનના ઢાળની નીચે થાય છે, ક્યારેય એક ઉપર નહીં. તેઓ એ સિદ્ધાંતનો પણ વિરોધ કરશે કે તમામ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ એક જ પ્રકારનું હોય છે, જે બંધ પ્રણાલીઓ વચ્ચે ઉષ્મા વહનના વિચાર પર આધારિત સિદ્ધાંત છે. થર્મોડાયનેમિક દૃષ્ટિકોણમાં, ફેલાતા આંતરિક ઊર્જા પ્રવાહના વૈચારિક ઘટક તરીકે તાપમાનના ઢાળ દ્વારા સંપૂર્ણપણે સંચાલિત ઉષ્મા પ્રવાહ વિશે સંકુચિત રીતે વિચારવાનો પ્રયાસ કરી શકાય છે, આ ખ્યાલ ખાસ કરીને પ્રક્રિયાઓના વિગતવાર જ્ઞાનના આધારે સાવચેતીપૂર્વકની ગણતરીઓ પર આધારિત છે અને પરોક્ષ રીતે તેનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. આ સંજોગોમાં, જો એવું બને કે દ્રવ્યનું કોઈ સ્થાનાંતરણ વાસ્તવિક નથી, અને ત્યાં કોઈ આડઅસરો નથી, તો થર્મોડાયનેમિક ખ્યાલ અને યાંત્રિક ખ્યાલ એક સાથે આવે છે, જાણે કે કોઈ બંધ પ્રણાલીઓ સાથે કામ કરી રહ્યું હોય. પરંતુ જ્યારે દ્રવ્યનું સ્થાનાંતરણ થાય છે, ત્યારે ચોક્કસ નિયમો કે જેના દ્વારા તાપમાનનો ઢાળ બરાબર જાણવાને બદલે આંતરિક ઊર્જાના ફેલાતા પ્રવાહને ચલાવે છે, મોટે ભાગે ધારવાની જરૂર છે, અને ઘણા કિસ્સાઓમાં વ્યવહારીક રીતે અસત્યાપિત છે. પરિણામે, જ્યારે દ્રવ્યનું સ્થાનાંતરણ થાય છે, ત્યારે આંતરિક ઊર્જાના ફેલાતા પ્રવાહના શુદ્ધ 'ઉષ્મા પ્રવાહ' ઘટકની ગણતરી વ્યવહારીક રીતે અસત્યાપિત ધારણાઓ પર આધારિત હોય છે. ગરમીને એક વિશિષ્ટ ખ્યાલ તરીકે વિચારવાનું આ એક કારણ છે જે મુખ્યત્વે અને ચોક્કસપણે બંધ પ્રણાલીઓ સાથે સંબંધિત છે, અને માત્ર ખુલ્લી પ્રણાલીઓ માટે ખૂબ જ પ્રતિબંધિત રીતે લાગુ પડે છે. આ સંદર્ભમાં ઘણા લખાણોમાં, "ઉષ્મા પ્રવાહ" શબ્દનો ઉપયોગ ત્યારે થાય છે જ્યારે તેનો અર્થ વધુ સચોટ રીતે આંતરિક ઊર્જાનો પ્રસરણ પ્રવાહ કહેવાય છે; "ઉષ્મા પ્રવાહ" શબ્દનો આ પ્રકારનો ઉપયોગ એ જૂના અને હવે અપ્રચલિત ભાષાના ઉપયોગનો અવશેષ છે જે શરીરને "ઉષ્મા સામગ્રી" રાખવાની મંજૂરી આપે છે. સૂક્ષ્મદૃષ્ટિ ગતિવિષયક સિદ્ધાંતમાં, ગરમીને ઇલેક્ટ્રોન, અણુઓ અને અણુઓ જેવા ઘટક કણોની સૂક્ષ્મ ગતિ અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સંદર્ભમાં સમજાવવામાં આવે છે. ઘટક કણોની ગતિ ઊર્જાનો તાત્કાલિક અર્થ ગરમી નથી. તે આંતરિક ઊર્જાના ઘટક તરીકે છે. સૂક્ષ્મ દ્રષ્ટિએ, ગરમી એ સ્થાનાંતરણ જથ્થો છે, અને તેને પરિવહન સિદ્ધાંત દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે, કણોની સ્થિર સ્થાનિક ગતિ ઊર્જા તરીકે નહીં. કણોની અથડામણ અને અન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા, માઇક્રોસ્કોપિક ગતિ અને સંભવિત કણો ઊર્જાના પ્રસરેલા વિનિમય દ્વારા, તાપમાનના ઢાળ અથવા તફાવતોમાંથી ઉષ્માનું સ્થાનાંતરણ થાય છે. આની પ્રારંભિક અને અસ્પષ્ટ અભિવ્યક્તિ ફ્રાન્સિસ બેકોન દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેની ચોક્કસ અને વિગતવાર આવૃત્તિઓ ઓગણીસમી સદીમાં વિકસાવવામાં આવી હતી. આંકડાકીય મિકેનિક્સમાં, બંધ પ્રણાલી માટે (દ્રવ્યનું કોઈ સ્થાનાંતરણ નહીં), ગરમી એ પ્રણાલી પર અવ્યવસ્થિત, સૂક્ષ્મ ક્રિયા સાથે સંકળાયેલ ઊર્જા સ્થાનાંતરણ છે, જે પ્રણાલીના ઊર્જા સ્તરોના વ્યવસાયની સંખ્યામાં કૂદકા સાથે સંકળાયેલ છે, ઊર્જા સ્તરોના મૂલ્યોમાં ફેરફાર કર્યા વિના. મેક્રોસ્કોપિક થર્મોડાયનેમિક કાર્ય માટે સિસ્ટમ ઊર્જા સ્તરોના મૂલ્યોમાં ફેરફાર કર્યા વિના વ્યવસાયની સંખ્યામાં ફેરફાર કરવો શક્ય છે, પરંતુ ગરમી તરીકે ટ્રાન્સફરને જે અલગ પાડે છે તે એ છે કે ટ્રાન્સફર સંપૂર્ણપણે અવ્યવસ્થિત, માઇક્રોસ્કોપિક ક્રિયાને કારણે છે, જેમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રાન્સફરનો સમાવેશ થાય છે. માઇક્રોસ્ટેટ્સના સમૂહના આંકડાકીય વિતરણની દ્રષ્ટિએ અર્ધ-સ્થિર એડિયાબેટિક કાર્યની નાની વૃદ્ધિ માટે ગાણિતિક વ્યાખ્યા ઘડી શકાય છે. કેલરીમેટ્રી સ્થાનાંતરિત ગરમીનું પ્રમાણ કેલરીમેટ્રી દ્વારા માપી શકાય છે, અથવા અન્ય જથ્થાના આધારે ગણતરી દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. કેલરીમેટ્રી એ પ્રક્રિયામાં સ્થાનાંતરિત ગરમીના જથ્થાના વિચારનો પ્રયોગમૂલક આધાર છે. સ્થાનાંતરિત ગરમીને જાણીતા ગુણધર્મોના સમૂહમાં ફેરફારો દ્વારા માપવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તાપમાનમાં વધારો, કદ અથવા લંબાઈમાં ફેરફાર અથવા તબક્કામાં ફેરફાર, જેમ કે બરફ પીગળવું. સ્થાનાંતરિત ગરમીના જથ્થાની ગણતરી એડિયાબેટિક કાર્ય તરીકે સ્થાનાંતરિત ઊર્જાના કાલ્પનિક જથ્થા અને થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમ પર આધાર રાખી શકે છે. આવી ગણતરી એ સ્થાનાંતરિત ગરમીના જથ્થાના ઘણા સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસોનો પ્રાથમિક અભિગમ છે. ઇજનેરી ઉષ્મા સ્થાનાંતરણની શાખા, જેને સામાન્ય રીતે યાંત્રિક ઇજનેરી અને રાસાયણિક ઇજનેરીનું એક પાસું માનવામાં આવે છે, તે ચોક્કસ લાગુ પદ્ધતિઓ સાથે વ્યવહાર કરે છે જેના દ્વારા પ્રણાલીમાં ઉષ્મા ઊર્જા ઉત્પન્ન થાય છે, અથવા રૂપાંતરિત થાય છે, અથવા બીજી પ્રણાલીમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. ગરમીની વ્યાખ્યાનો અર્થ સ્પષ્ટ રીતે ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ થાય છે, તેમ છતાં ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ શબ્દ ઘણા ઇજનેરી શાખાઓ અને સામાન્ય લોકોની ભાષામાં આ પરંપરાગત ઉપયોગને આવરી લે છે. ઉષ્મા પરિવહનને સામાન્ય રીતે ઉષ્મા વહન, ઉષ્મા સંવહન, ઉષ્મા વિકિરણની પદ્ધતિઓ સહિત વર્ણવવામાં આવે છે, પરંતુ તેમાં તબક્કાના ફેરફારોની પ્રક્રિયાઓમાં સામૂહિક સ્થાનાંતરણ અને ઉષ્માનો સમાવેશ થઈ શકે છે. સંવહનને વહન અને પ્રવાહી પ્રવાહની સંયુક્ત અસરો તરીકે વર્ણવી શકાય છે. થર્મોડાયનેમિક દ્રષ્ટિકોણથી, ગરમી તેની ઊર્જા વધારવા માટે પ્રસરણ દ્વારા પ્રવાહીમાં વહે છે, પ્રવાહી પછી આ વધેલી આંતરિક ઊર્જાને (ગરમી નહીં) એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને સ્થાનાંતરિત કરે છે, અને આ પછી બીજી થર્મલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે જે ગરમીને બીજા પદાર્થ અથવા પ્રણાલીમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, ફરીથી પ્રસરણ દ્વારા. આ સમગ્ર પ્રક્રિયાને ઘણીવાર હીટ ટ્રાન્સફરની વધારાની પદ્ધતિ તરીકે ગણવામાં આવે છે, જોકે તકનીકી રીતે, "હીટ ટ્રાન્સફર" અને આમ ગરમી અને ઠંડક આવા વાહક પ્રવાહના બંને છેડા પર જ થાય છે, પરંતુ પ્રવાહના પરિણામે નહીં. આમ, વહનને માત્ર પ્રક્રિયાના ચોખ્ખા પરિણામ તરીકે ગરમીનું "સ્થાનાંતરણ" કહી શકાય, પરંતુ જટિલ સંવહન પ્રક્રિયામાં દર વખતે આવું ન પણ કરી શકાય. સુપ્ત અને સંવેદનશીલ ઉષ્મા દ્રવ્ય, જીવંત બળ અને ઉષ્મા પર 1847ના વ્યાખ્યાનમાં, જેમ્સ પ્રેસ્કોટ જૂલે સુપ્ત ઉષ્મા અને સંવેદનશીલ ઉષ્મા શબ્દોને ઉષ્માના ઘટકો તરીકે વર્ણવ્યા હતા, જે દરેક અલગ ભૌતિક ઘટનાઓને અસર કરે છે, એટલે કે કણોની સંભવિત અને ગતિશીલ ઊર્જા. તેમણે સુપ્ત ઊર્જાને કણોના અંતર દ્વારા રહેલી ઊર્જા તરીકે વર્ણવી હતી જ્યાં આકર્ષણ વધુ અંતર પર હતું, એટલે કે. સંભવિત ઊર્જાનું એક સ્વરૂપ, અને કણોની ગતિને સમાવતી ઊર્જા તરીકે સંવેદનશીલ ગરમી, એટલે કે. ગતિ ઊર્જા. સુપ્ત ગરમી એ તાપમાનમાં ફેરફાર વિના થતી સ્થિતિમાં ફેરફાર દરમિયાન રાસાયણિક પદાર્થ અથવા થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમ દ્વારા મુક્ત અથવા શોષાયેલી ગરમી છે. આવી પ્રક્રિયા તબક્કાવાર સંક્રમણ હોઈ શકે છે, જેમ કે બરફ પીગળવું અથવા પાણી ઉકાળવું. ઉષ્મા ક્ષમતા એ માપી શકાય તેવો ભૌતિક જથ્થો છે જે પરિણામી તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે પદાર્થમાં ઉમેરવામાં આવેલી ઉષ્માના ગુણોત્તર જેટલો છે. દાઢ ઉષ્મા ક્ષમતા એ શુદ્ધ પદાર્થની એકમ રકમ દીઠ ઉષ્મા ક્ષમતા (એસ. આઈ. એકમઃ મોલ) છે, અને ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા, જેને ઘણીવાર ફક્ત ચોક્કસ ઉષ્મા કહેવામાં આવે છે, તે સામગ્રીના એકમ દળ દીઠ ઉષ્મા ક્ષમતા છે. ઉષ્મા ક્ષમતા એ પદાર્થનો ભૌતિક ગુણધર્મ છે, જેનો અર્થ છે કે તે વિચારણા હેઠળના પદાર્થની સ્થિતિ અને ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે. હિલીયમ જેવા મોનોટોમિક વાયુઓની ચોક્કસ ગરમી તાપમાન સાથે લગભગ સ્થિર રહે છે. હાઇડ્રોજન જેવા ડાયટોમિક વાયુઓ અમુક તાપમાન અવલંબન દર્શાવે છે, અને ટ્રાઇટોમિક વાયુઓ (દા. ત., કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) હજુ વધુ દર્શાવે છે. થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમોના વિકાસ પહેલાં, ગરમીને સહભાગી પદાર્થોની સ્થિતિમાં ફેરફારો દ્વારા માપવામાં આવતી હતી. કેટલાક સામાન્ય નિયમો, મહત્વપૂર્ણ અપવાદો સાથે, નીચે પ્રમાણે કહી શકાય. સામાન્ય રીતે, મોટાભાગના પદાર્થો ગરમી પર વિસ્તરે છે. આ સંજોગોમાં, પદાર્થને સતત કદ પર ગરમ કરવાથી તેની અવરોધક દિવાલો પર દબાણ વધે છે, જ્યારે સતત દબાણ પર ગરમ કરવાથી તેનું કદ વધે છે. આ ઉપરાંત, મોટાભાગના પદાર્થોમાં દ્રવ્યની ત્રણ સામાન્ય રીતે માન્ય સ્થિતિઓ હોય છે, ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ. કેટલાક પ્લાઝ્મામાં પણ હોઈ શકે છે. ઘણામાં કાચ અને પ્રવાહી સ્ફટિક જેવી દ્રવ્યની સ્થિતિઓ વધુ બારીક રીતે અલગ પડે છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં, નિશ્ચિત તાપમાન અને દબાણ પર, પદાર્થ દ્રવ્યની ઘણી અલગ સ્થિતિઓમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે જેને સમાન 'શરીર' તરીકે જોવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બરફ એક ગ્લાસ પાણીમાં તરતો હોઈ શકે છે. પછી બરફ અને પાણીને 'શરીર' ની અંદર બે તબક્કાઓ હોવાનું કહેવાય છે. નિશ્ચિત નિયમો જાણીતા છે, જે દર્શાવે છે કે 'બોડી' માં કેવી રીતે અલગ તબક્કાઓ સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે. મોટે ભાગે, નિશ્ચિત દબાણ પર, એક ચોક્કસ તાપમાન હોય છે જેના પર ગરમી ઘનને ઓગળવા અથવા બાષ્પીભવન કરે છે, અને એક ચોક્કસ તાપમાન હોય છે જેના પર ગરમી પ્રવાહીને બાષ્પીભવન કરે છે. આવા કિસ્સાઓમાં, ઠંડકની વિપરીત અસરો હોય છે. આ તમામ, સૌથી સામાન્ય કિસ્સાઓ, એક નિયમ સાથે બંધબેસે છે કે ગરમીને શરીરની સ્થિતિમાં ફેરફાર દ્વારા માપી શકાય છે. આવા કિસ્સાઓ થર્મોમેટ્રિક પદાર્થો પૂરા પાડે છે, જે પ્રયોગમૂલક તાપમાનની વ્યાખ્યાને મંજૂરી આપે છે. 1848 પહેલાં, તમામ તાપમાનની વ્યાખ્યા આ રીતે કરવામાં આવતી હતી. આમ ગરમી અને તાપમાન વચ્ચે એક ચુસ્ત કડી હતી, જે દેખીતી રીતે તાર્કિક રીતે નક્કી કરવામાં આવી હતી, જોકે તેમને કલ્પનાત્મક રીતે સંપૂર્ણપણે અલગ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યા હતા, ખાસ કરીને અઢારમી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં જોસેફ બ્લેક દ્વારા. ત્યાં મહત્વપૂર્ણ અપવાદો છે. તેઓ ગરમી અને તાપમાન વચ્ચેની દેખીતી કડી તોડી નાખે છે. તેઓ સ્પષ્ટ કરે છે કે તાપમાનની પ્રયોગમૂલક વ્યાખ્યાઓ ચોક્કસ થર્મોમેટ્રિક પદાર્થોના વિશિષ્ટ ગુણધર્મો પર આકસ્મિક છે, અને આમ 'નિરપેક્ષ' શીર્ષકથી બાકાત છે. ઉદાહરણ તરીકે, 277 કેલ્વિનની નજીક ગરમ થવાથી પાણી સંકોચાય છે. તેનો ઉપયોગ તે તાપમાનની નજીક થર્મોમેટ્રિક પદાર્થ તરીકે કરી શકાતો નથી. ઉપરાંત, ચોક્કસ તાપમાન શ્રેણી પર, ગરમી પર બરફ સંકોચાય છે. વધુમાં, ઘણા પદાર્થો મેટાસ્ટેબલ સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવી શકે છે, જેમ કે નકારાત્મક દબાણ સાથે, જે માત્ર ક્ષણિક અને ખૂબ જ ખાસ પરિસ્થિતિઓમાં ટકી રહે છે. આવી હકીકતો, જેને કેટલીકવાર 'વિસંગત' કહેવામાં આવે છે, તે નિરપેક્ષ તાપમાનની થર્મોડાયનેમિક વ્યાખ્યા માટેના કેટલાક કારણો છે. ઊંચા તાપમાનના માપનના શરૂઆતના દિવસોમાં, અન્ય એક પરિબળ મહત્વપૂર્ણ હતું, અને તેનો ઉપયોગ જોસિયાહ વેજવુડે તેમના પાયરોમીટરમાં કર્યો હતો. એક પ્રક્રિયામાં પહોંચેલા તાપમાનનો અંદાજ માટીના નમૂનાના સંકોચન દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલું વધુ સંકોચન થાય છે. 1000 °C (1,832 °F) થી વધુ તાપમાન માપવાની આ એકમાત્ર ઉપલબ્ધ વધુ કે ઓછી વિશ્વસનીય પદ્ધતિ હતી. પરંતુ આવા સંકોચન ઉલટાવી ન શકાય તેવું છે. ઠંડક પર માટી ફરીથી વિસ્તરતું નથી. તેથી જ તેનો ઉપયોગ માપન માટે થઈ શકે છે. પણ માત્ર એક જ વાર. તે શબ્દના સામાન્ય અર્થમાં થર્મોમેટ્રિક સામગ્રી નથી. તેમ છતાં, સંપૂર્ણ તાપમાનની થર્મોડાયનેમિક વ્યાખ્યા યોગ્ય પરિઘ નિરીક્ષણ સાથે ગરમીના ખ્યાલનો આવશ્યક ઉપયોગ કરે છે. "હોટનેસ" ગરમીનો ગુણધર્મ એ થર્મોડાયનેમિક્સની ચિંતા છે જેને ગરમીના ખ્યાલના સંદર્ભ વિના વ્યાખ્યાયિત કરવી જોઈએ. ઉષ્ણતાને ધ્યાનમાં લેવાથી પ્રયોગમૂલક તાપમાનની વિભાવના તરફ દોરી જાય છે. બધી ભૌતિક પ્રણાલીઓ અન્યને ગરમ કરવા અથવા ઠંડક આપવા માટે સક્ષમ છે. ઉષ્ણતાના સંદર્ભમાં, તુલનાત્મક શબ્દો ગરમ અને ઠંડા એ નિયમ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે ગરમી ગરમ પદાર્થમાંથી ઠંડા પદાર્થમાં વહે છે. જો કોઈ ભૌતિક પ્રણાલી અસમરૂપ અથવા ખૂબ જ ઝડપથી અથવા અનિયમિત રીતે બદલાતી હોય, ઉદાહરણ તરીકે તોફાન દ્વારા, તેને તાપમાન દ્વારા વર્ગીકૃત કરવું અશક્ય હોઈ શકે છે, પરંતુ તેમ છતાં તેની અને અન્ય પ્રણાલી વચ્ચે ગરમી તરીકે ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ થઈ શકે છે. જો કોઈ પ્રણાલીની ભૌતિક સ્થિતિ પૂરતી નિયમિત હોય અને તે ચોક્કસ થર્મોમીટર સાથે થર્મલ સંતુલન સુધી પહોંચવા માટે પૂરતા લાંબા સમય સુધી ટકી રહે, તો તે થર્મોમીટર અનુસાર તેનું તાપમાન હોય છે. પ્રયોગમૂલક થર્મોમીટર આવી પ્રણાલી માટે ગરમીની માત્રાને નોંધે છે. આવા તાપમાનને પ્રયોગમૂલક કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રુસ્ડેલ ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ વિશે લખે છેઃ "દરેક સમયે, પદાર્થને એક વાસ્તવિક સંખ્યા સોંપવામાં આવે છે જેને તાપમાન કહેવાય છે. આ સંખ્યા શરીર કેટલું ગરમ છે તેનું માપ છે. ભૌતિક પ્રણાલીઓ કે જે તાપમાન મેળવવા માટે ખૂબ તોફાની હોય છે તે હજુ પણ ઉષ્ણતામાં અલગ હોઈ શકે છે. એક ભૌતિક પ્રણાલી જે ગરમીને બીજી ભૌતિક પ્રણાલીમાં પસાર કરે છે તે બંનેમાંથી વધુ ગરમ હોવાનું કહેવાય છે. સિસ્ટમમાં થર્મોડાયનેમિક તાપમાન રાખવા માટે વધુ જરૂરી છે. તેનું વર્તન એટલું નિયમિત હોવું જોઈએ કે તેનું પ્રયોગમૂલક તાપમાન તમામ યોગ્ય રીતે માપાંકિત અને માપેલા થર્મોમીટર્સ માટે સમાન હોય, અને પછી તેની ઉષ્ણતાને એક-પરિમાણીય ઉષ્ણતામાન બહુવિધ પર હોવાનું કહેવાય છે. આ એ કારણનો એક ભાગ છે કે શા માટે ઉષ્માને કારાથિઓડોરી અને બોર્ન પછી વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જે ફક્ત કાર્ય અથવા દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણ સિવાય અન્ય રીતે થાય છે; આ હવે વ્યાપક રીતે સ્વીકૃત વ્યાખ્યામાં તાપમાનનો સલાહપૂર્વક અને ઇરાદાપૂર્વક ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો નથી. આ જ કારણ છે કે થર્મોડાયનેમિક્સનો શૂન્ય નિયમ સ્પષ્ટપણે જણાવવામાં આવ્યો છે. જો ત્રણ ભૌતિક પ્રણાલીઓ, A, B અને C દરેક આંતરિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની પોતાની સ્થિતિમાં ન હોય, તો શક્ય છે કે, તેમની વચ્ચે યોગ્ય ભૌતિક જોડાણો કરવામાં આવે તો, A એ B ને ગરમ કરી શકે છે અને B એ C ને ગરમ કરી શકે છે અને C એ ને ગરમ કરી શકે છે. બિન-સંતુલન પરિસ્થિતિઓમાં, પ્રવાહનું ચક્ર શક્ય છે. તે આંતરિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની વિશિષ્ટ અને વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતા છે કે આ શક્યતા થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમો માટે ખુલ્લી નથી (ભૌતિક સિસ્ટમોમાં અલગ પડે છે) જે આંતરિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની પોતાની સ્થિતિમાં હોય છે; આ જ કારણ છે કે થર્મોડાયનેમિક્સના શૂન્ય નિયમને સ્પષ્ટ નિવેદનની જરૂર છે. એટલે કે, સામાન્ય બિન-સંતુલન ભૌતિક પ્રણાલીઓ વચ્ચેનો સંબંધ 'તેના કરતા ઠંડો નથી' તે સંક્રમક નથી, જ્યારે તેનાથી વિપરીત, આંતરિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની પોતાની સ્થિતિમાં થર્મોડાયનેમિક પ્રણાલીઓ વચ્ચેનો સંબંધ 'તેના કરતા ઓછો તાપમાન ધરાવતો નથી' તે સંક્રમક છે. તે આમાંથી અનુસરે છે કે 'સાથે થર્મલ સંતુલનમાં છે' સંબંધ સંક્રમક છે, જે શૂન્ય નિયમ જણાવવાની એક રીત છે. જેમ પૂરતા પ્રમાણમાં અસમરૂપ પ્રણાલી માટે તાપમાન અવ્યાખ્યાયિત હોઈ શકે છે, તેવી જ રીતે એન્ટ્રોપી પણ આંતરિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની પોતાની સ્થિતિમાં ન હોય તેવી પ્રણાલી માટે અવ્યાખ્યાયિત હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 'સૌરમંડળનું તાપમાન' એ નિર્ધારિત જથ્થો નથી. તેવી જ રીતે, 'સૌર મંડળની એન્ટ્રોપી' ને શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સમાં વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી નથી. બિન-સંતુલન એન્ટ્રોપીને સ્પષ્ટ રીતે સંતોષકારક રીતે, સમગ્ર પ્રણાલી માટે એક સરળ સંખ્યા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવી શક્ય નથી. આ પણ જુઓ આબોહવા પર સૂર્ય કોણની અસર બ્રહ્માંડના ઉષ્મા પ્રસરણની ઉષ્મા મૃત્યુ ઉષ્મા વિનિમયક ઉષ્મા તરંગ ઉષ્મા પ્રવાહ સંવેદક ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ ગુણાંકનો ઇતિહાસ તીવ્રતાના ઉષ્મા આદેશો (તાપમાન) સિગ્મા ઉષ્મા આઘાત ઉષ્મા બૅટરી વિદ્યુત ઉપકરણો અને પ્રણાલીઓનું ઉષ્મા વ્યવસ્થાપન ઉષ્મા માપન સાપેક્ષ ઉષ્મા વહન સમાન યાંત્રિક સંહિતા સમાન સૌર ઊર્જા અને જળવિદ્યુત સંહિતા ઉષ્મા કોડ સંદર્ભો ટાંકવામાં આવેલા સંદર્ભોની ગ્રંથસૂચિ એડકિન્સ, સી. જે. (1968/1983). ઇક્વિલિબ્રિયમ થર્મોડાયનેમિક્સ, (પ્રથમ આવૃત્તિ 1968), ત્રીજી આવૃત્તિ 1983, કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, કેમ્બ્રિજ યુકે. એટકિન્સ, પી., ડી પૌલા, જે. (1978/2010). ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્ર, (પ્રથમ આવૃત્તિ 1978), નવમી આવૃત્તિ 2010, ઓક્સફર્ડ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, ઓક્સફર્ડ યુકે. બેકોન, એફ. (1620). ડેવી, જે., પી. એફ. દ્વારા અનુવાદિત નોવમ ઓર્ગેનમ સાયન્ટિયારમ. કોલિયર એન્ડ સન, ન્યૂયોર્ક, 1902. બેલિન, એમ. (1994). એ સર્વે ઓફ થર્મોડાયનેમિક્સ, અમેરિકન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ફિઝિક્સ પ્રેસ, ન્યૂ યોર્ક. જન્મ, એમ. (1949). નેચરલ ફિલોસોફી ઓફ કોઝ એન્ડ ચાન્સ, ઓક્સફર્ડ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, લંડન. બ્રાયન, જી. એચ. 1907). થર્મોડાયનેમિક્સ. મુખ્યત્વે પ્રથમ સિદ્ધાંતો અને તેમના સીધા ઉપયોગો સાથે સંબંધિત એક પ્રારંભિક ગ્રંથ, બી. જી. ટ્યુબનર, લેઇપઝિગ. બુકડાલ, એચ. એ. 1966). ધ કોન્સેપ્ટ્સ ઓફ ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ, કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, કેમ્બ્રિજ યુકે. કોલેન, એચ. બી. (1960/1985). થર્મોડાયનેમિક્સ એન્ડ એન ઇન્ટ્રોડક્શન ટુ થર્મોસ્ટેટિસ્ટિક્સ, (1લી આવૃત્તિ 1960) 2જી આવૃત્તિ 1985, વિલી, ન્યૂ યોર્ક. અનુવાદ અહીં મળી શકે છે. મોટાભાગે વિશ્વસનીય અનુવાદ કેસ્ટિન, જે. ખાતે જોવા મળે છે. (1976). ધ સેકન્ડ લો ઓફ થર્મોડાયનેમિક્સ, ડાઉડેન, હચિન્સન એન્ડ રોસ, સ્ટ્રોડસબર્ગ પી. એ. ચંદ્રશેખર, એસ. (1961). હાઇડ્રોડાયનેમિક અને હાઇડ્રોમેગ્નેટિક સ્ટેબિલિટી, ઓક્સફર્ડ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, ઓક્સફર્ડ યુકે. ક્લોસિયસ, આર. (1854). એનાલેન ડેર ફિઝિક (પોગેન્ડોફનું એનાલેન), ડિસેમ્બર 1854, વોલ્યુમ. xchiii. પી. 481; જર્નલ દ મેથેમેટિક્સમાં અનુવાદિત, વોલ્યુમ. xx. પેરિસ, 1855, અને ફિલોસોફિકલ મેગેઝિનમાં, ઓગસ્ટ 1856, કલમ 4. વોલ્યુમ. xii, પૃ. 81. ક્લોસિયસ, આર. (1865/1867). ગરમીનો યાંત્રિક સિદ્ધાંત-વરાળ એન્જિન અને બોડીના ભૌતિક ગુણધર્મો પર તેના ઉપયોગો સાથે, લંડનઃ જ્હોન વાન વુર્સ્ટ. 1867 માં. બીજી આવૃત્તિ ડબલ્યુ. આર. બ્રાઉન (1879) દ્વારા અંગ્રેજીમાં અહીં અને અહીં અનુવાદિત કરવામાં આવી હતી. ડી ગ્રૂટ, એસ. આર., મઝુર, પી. (1962). નોન-ઇક્વિલિબ્રિયમ થર્મોડાયનેમિક્સ, નોર્થ-હોલેન્ડ, એમ્સ્ટરડેમ. પુનઃમુદ્રિત (1984), ડોવર પબ્લિકેશન્સ ઇન્ક., ન્યૂ યોર્ક. ડેનબીઘ, કે. (1955/1981). રાસાયણિક સંતુલનના સિદ્ધાંતો, કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, કેમ્બ્રિજ. ગ્રેવન, એ., કેલર, જી., વોર્નેકે (સંપાદકો) (2003). એન્ટ્રોપી, પ્રિન્સટન યુનિવર્સિટી પ્રેસ, પ્રિન્સટન એનજે. દ્રવ્ય, જીવંત શક્તિ અને ઉષ્મા પર વ્યાખ્યાન. 5 અને 12 મે, 1847. કિટેલ, સી. ક્રોમર, એચ. (1980). થર્મલ ફિઝિક્સ, બીજી આવૃત્તિ, ડબલ્યુ. એચ. ફ્રીમેન, સાન ફ્રાન્સિસ્કો. કોંડેપુડી, ડી., પ્રિગોગાઇન, I. (1998). આધુનિક થર્મોડાયનેમિક્સઃ ફ્રોમ હીટ એન્જિન્સ ટુ ડિસિપેટિવ સ્ટ્રક્ચર્સ, જ્હોન વિલી એન્ડ સન્સ, ચિચેસ્ટર. લાન્દાઉ, એલ., લાઇફશિટ્ઝ, ઇ. એમ. (1958/1969). આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્ર, સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમનું ખંડ 5, જે. બી. સાયક્સ, એમ. જે. કેર્સલી, પર્ગામન, ઓક્સફર્ડ દ્વારા રશિયનમાંથી અનુવાદિત. લેબન, જી., જોઉ, ડી., કાસાસ-વેઝક્વેઝ, જે. (2008). બિન-સંતુલન થર્મોડાયનેમિક્સને સમજવુંઃ ફાઉન્ડેશન્સ, એપ્લિકેશન્સ, ફ્રન્ટિયર્સ, સ્પ્રિંગર-વેરલેગ, બર્લિન, ઇ-. લીબ, ઇ. એચ., યાંગવાસન, જે. (2003). ધ એન્ટ્રોપી ઓફ ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ, એન્ટ્રોપીનું પ્રકરણ 8, ગ્રેવન, એ., કેલર, જી., વોર્નેકે (સંપાદકો) (2003). પીપર્ડ, એ. બી. (1957/1966). એલિમેન્ટ્સ ઓફ ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ ફોર એડવાન્સ્ડ સ્ટુડન્ટ્સ ઓફ ફિઝિક્સ, મૂળ પ્રકાશન 1957, પુનઃમુદ્રણ 1966, કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, કેમ્બ્રિજ. પ્લેન્ક, એમ., (1897/1903). થર્મોડાયનેમિક્સ પર ગ્રંથ, એ. ઓગ દ્વારા અનુવાદિત, પ્રથમ અંગ્રેજી આવૃત્તિ, લોંગમેન્સ, ગ્રીન એન્ડ કંપની, લંડન. પ્લાન્ક. એમ. (1914). ધ થિયરી ઓફ હીટ રેડિયેશન, બીજી જર્મન આવૃત્તિ, પી. બ્લેકિસ્ટન્સ સન એન્ડ કંપની, ફિલાડેલ્ફિયાના મેસિયસ, એમ. દ્વારા અનુવાદિત. પ્લેન્ક, એમ., (1923/1927). થર્મોડાયનેમિક્સ પર ગ્રંથ, એ. ઓગ દ્વારા અનુવાદિત, ત્રીજી અંગ્રેજી આવૃત્તિ, લોંગમેન્સ, ગ્રીન એન્ડ કંપની, લંડન. શાવિત, એ., ગુટફિંગર, સી. (1995). થર્મોડાયનેમિક્સ. કન્સેપ્ટ્સથી લઈને એપ્લિકેશન્સ સુધી, પ્રેન્ટિસ હોલ, લંડન. ટ્રુસ્ડેલ, સી. (1969). રેશનલ થર્મોડાયનેમિક્સઃ એ કોર્સ ઓફ લેક્ચર્સ ઓન સિલેક્ટેડ ટોપિક્સ, મેકગ્રો-હિલ બુક કંપની, ન્યૂયોર્ક. ટ્રુસ્ડેલ, સી. (1980). ધ ટ્રેજિકોમિકલ હિસ્ટ્રી ઓફ થર્મોડાયનેમિક્સ 1822-1854, સ્પ્રિંગર, ન્યૂયોર્ક. વધુ ગ્રંથસૂચિ ગિફ્ટોપોલોસ, ઇ. પી., અને બેરેટા, જી. પી. (1991). થર્મોડાયનેમિક્સઃ ફાઉન્ડેશન્સ અને એપ્લિકેશન્સ. (ડોવર પબ્લિકેશન્સ) હેટ્સોપોલોસ, જી. એન., અને કીનન, જે. એચ. (1981). સામાન્ય થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો. આરઈ ક્રીગર પબ્લિશિંગ કંપની. બાહ્ય કડીઓ 2 ગીગાકેલ્વિન પર પ્લાઝ્મા હીટ-વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા પેદા થયેલ અત્યંત ઊંચા તાપમાન વિશેનો લેખ (Foxnews.com) કન્વેક્ટિવ હીટ ટ્રાન્સફર માટે સહસંબંધ-ChE ઓનલાઇન સંસાધનો હીટ ટ્રાન્સફર થર્મોડાયનેમિક્સ ભૌતિક જથ્થા