Heat
ऊष्मागतिकी में, ऊष्मा वह ऊष्मीय ऊर्जा है जो तापमान के अंतर के कारण प्रणालियों के बीच स्थानांतरित होती है। बोलचाल की भाषा में, ऊष्मा कभी-कभी ऊष्मीय ऊर्जा को संदर्भित करती है। तापीय ऊर्जा किसी पदार्थ में परमाणुओं को कंपन करने और टकराने की गतिज ऊर्जा है। औपचारिक बनाम अनौपचारिक उपयोग का एक उदाहरण दाहिने हाथ के चित्र से प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें धातु की पट्टी अपने गर्म छोर से अपने ठंडे छोर तक "ऊष्मा का संचालन" कर रही है, लेकिन यदि धातु की पट्टी को ऊष्मागतिकी प्रणाली माना जाता है, तो धातु की पट्टी के भीतर बहने वाली ऊर्जा को आंतरिक ऊर्जा कहा जाता है, ऊष्मा नहीं। गर्म धातु की पट्टी भी अपने आसपास गर्मी को स्थानांतरित कर रही है, जो गर्मी के सख्त और ढीले दोनों अर्थों के लिए एक सही कथन है। अनौपचारिक उपयोग का एक अन्य उदाहरण ऊष्मा सामग्री शब्द है, जिसका उपयोग इस तथ्य के बावजूद किया जाता है कि भौतिकी ऊष्मा को ऊर्जा हस्तांतरण के रूप में परिभाषित करती है। अधिक सटीक रूप से, यह तापीय ऊर्जा है जो प्रणाली या शरीर में निहित होती है, क्योंकि यह कंपन के तरीकों की स्वतंत्रता की सूक्ष्म डिग्री में संग्रहीत होती है। ऊष्मा एक ऊष्मागतिकीय प्रणाली में या उससे हस्तांतरण में ऊर्जा है, एक तंत्र द्वारा जिसमें गति के सूक्ष्म परमाणु मोड या संबंधित मैक्रोस्कोपिक गुण शामिल हैं। इस वर्णनात्मक लक्षण वर्णन में ऊष्मागतिकीय कार्य या द्रव्यमान हस्तांतरण द्वारा ऊर्जा के हस्तांतरण को शामिल नहीं किया गया है। मात्रात्मक रूप से परिभाषित, एक प्रक्रिया में शामिल ऊष्मा एक प्रणाली की अंतिम और प्रारंभिक अवस्थाओं के बीच आंतरिक ऊर्जा में अंतर है, और प्रक्रिया में किए गए काम को घटाना है। यह ऊष्मागतिकी के पहले नियम का सूत्रीकरण है। ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की माप को कैलोरीमेट्री कहा जाता है, जो परस्पर क्रिया करने वाले निकायों की अवस्थाओं पर इसके प्रभाव को मापकर किया जाता है। उदाहरण के लिए, ऊष्मा को पिघली हुई बर्फ की मात्रा या प्रणाली के आसपास किसी वस्तु के तापमान में परिवर्तन से मापा जा सकता है। इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एस. आई.) में ऊष्मा के लिए माप की इकाई, ऊर्जा के रूप में, जूल (जे) है। संकेतन और इकाइयाँ ऊर्जा के एक रूप के रूप में, ऊष्मा की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एस. आई.) में इकाई जूल (जे.) है। इसके अलावा, इंजीनियरिंग की कई लागू शाखाएं अन्य, पारंपरिक इकाइयों का उपयोग करती हैं, जैसे कि ब्रिटिश थर्मल यूनिट (बीटीयू) और कैलोरी। ताप की दर के लिए मानक इकाई वाट (डब्ल्यू) है, जिसे एक जूल प्रति सेकंड के रूप में परिभाषित किया गया है। गर्मी के प्रतीक को रुडोल्फ क्लॉशियस और मैक्वोर्न रैंकिन द्वारा पेश किया गया था। एक प्रणाली द्वारा अपने परिवेश में जारी की गई ऊष्मा पारंपरिक रूप से एक ऋणात्मक मात्रा () होती है; जब कोई प्रणाली अपने परिवेश से ऊष्मा को अवशोषित करती है, तो यह धनात्मक () होती है। ऊष्मा अंतरण दर, या ऊष्मा प्रवाह प्रति इकाई समय, द्वारा निरूपित किया जाता है, लेकिन यह अवस्था के फलन का समय व्युत्पन्न नहीं है (जिसे बिंदु संकेतन के साथ भी लिखा जा सकता है) क्योंकि ऊष्मा अवस्था का फलन नहीं है। ऊष्मा प्रवाह को प्रति इकाई पार-अनुभागीय क्षेत्र (वाट प्रति वर्ग मीटर) में ऊष्मा हस्तांतरण की दर के रूप में परिभाषित किया गया है। शास्त्रीय ऊष्मागतिकी ऊष्मा और एन्ट्रापी 1856 में, रुडोल्फ क्लॉशियस ने बंद प्रणालियों का उल्लेख करते हुए, जिसमें पदार्थ का स्थानांतरण नहीं होता है, ऊष्मा के यांत्रिक सिद्धांत (ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम) में दूसरे मौलिक प्रमेय (ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम) को परिभाषित कियाः "यदि दो परिवर्तन, जो किसी अन्य स्थायी परिवर्तन की आवश्यकता के बिना, एक दूसरे को पारस्परिक रूप से प्रतिस्थापित कर सकते हैं, तो उन्हें समतुल्य कहा जाता है, तो T तापमान पर काम से ऊष्मा Q की मात्रा की पीढ़ियों का समतुल्यता-मान होता हैः" 1865 में, वह S द्वारा प्रतीक एन्ट्रापी को परिभाषित करने के लिए आए, जैसे कि, तापमान T पर ऊष्मा Q की मात्रा की आपूर्ति के कारण प्रणाली की एन्ट्रापी को ऊष्मा के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण में बिना ऊष्मा के बढ़ाया जाता है। प्रणाली में एन्ट्रापी की वृद्धि को दो भागों से मिलकर माना जा सकता है, एक वृद्धि, जो आसपास के एन्ट्रापी के परिवर्तन से मेल खाती है, या 'क्षतिपूर्ति' करती है, और एक और वृद्धि, जिसे प्रणाली में 'उत्पन्न' या 'उत्पादित' माना जा सकता है, और इसलिए इसे 'असंपादित' कहा जाता है। इस प्रकार यह भी लिखा जा सकता है प्रणाली और परिवेश में एन्ट्रापी का कुल परिवर्तन इस प्रकार है यह भी लिखा जा सकता है यह तब कहा जाता है कि एन्ट्रापी की एक मात्रा को परिवेश से प्रणाली में स्थानांतरित कर दिया गया है। क्योंकि एन्ट्रापी एक संरक्षित मात्रा नहीं है, यह बोलने के सामान्य तरीके के लिए एक अपवाद है, जिसमें हस्तांतरित राशि एक संरक्षित मात्रा की होती है। ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से यह पता चलता है कि ऊष्मा के स्वतःस्फूर्त हस्तांतरण में, जिसमें प्रणाली का तापमान आसपास के तापमान से अलग होता हैः स्थानांतरण के गणितीय विश्लेषण के उद्देश्यों के लिए, कोई ऐसी काल्पनिक प्रक्रियाओं के बारे में सोचता है जिन्हें प्रतिवर्ती कहा जाता है, जिसमें प्रणाली का तापमान आसपास के तापमान से शायद ही कम होता है, और स्थानांतरण एक अस्पष्ट रूप से धीमी दर से होता है। सूत्र () में उपरोक्त परिभाषा का पालन करते हुए, ऐसी काल्पनिक प्रतिवर्ती प्रक्रिया के लिए, स्थानांतरित गर्मी की मात्रा (एक सटीक अंतर) का विश्लेषण एक मात्रा के रूप में किया जाता है, जिसमें (एक सटीक अंतर): यह समानता केवल एक काल्पनिक हस्तांतरण के लिए मान्य है जिसमें एन्ट्रापी का कोई उत्पादन नहीं होता है, अर्थात, जिसमें कोई असंपादित एन्ट्रापी नहीं होती है। यदि, इसके विपरीत, प्रक्रिया प्राकृतिक है, और वास्तव में अपरिवर्तनीयता के साथ हो सकती है, तो एन्ट्रापी उत्पादन होता है। क्लॉशियस ने इस मात्रा को "असंपादित गर्मी" कहा था, हालांकि यह वर्तमान शब्दावली के अनुरूप नहीं है। यह उस कथन की ओर ले जाता है जो बंद प्रणालियों के लिए ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम है। गैर-संतुलन ऊष्मागतिकी में जो स्थानीय ऊष्मागतिकी संतुलन की परिकल्पना को ग्रहण करने का अनुमान लगाता है, इसके लिए एक विशेष संकेतन है। ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का स्थानांतरण एक असीम तापमान अंतर के पार होता है, ताकि प्रणाली तत्व और उसके आसपास का तापमान पर्याप्त रूप से समान हो। एक बंद प्रणाली (एक प्रणाली जिससे कोई पदार्थ प्रवेश या निकास नहीं कर सकता है) के लिए, ऊष्मागतिकी के पहले नियम के एक संस्करण में कहा गया है कि प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन प्रणाली को आपूर्ति की गई गर्मी की मात्रा के बराबर है जो प्रणाली द्वारा उसके आसपास किए गए ऊष्मागतिकीय कार्य की मात्रा को घटाता है। कार्य के लिए पूर्वगामी संकेत परंपरा का उपयोग वर्तमान लेख में किया गया है, लेकिन एक वैकल्पिक संकेत परंपरा, जिसके बाद आई. यू. पी. ए. सी., कार्य के लिए, प्रणाली पर उसके परिवेश द्वारा किए गए कार्य को सकारात्मक मानना है। यह भौतिक रसायन विज्ञान की कई आधुनिक पाठ्यपुस्तकों द्वारा अपनाई गई परंपरा है, जैसे कि पीटर एटकिंस और इरा लेविन द्वारा, लेकिन भौतिकी पर कई पाठ्यपुस्तकों में काम को प्रणाली द्वारा किए गए काम के रूप में परिभाषित किया गया है। इस सूत्र को फिर से लिखा जा सकता है ताकि ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा की परिभाषा को व्यक्त किया जा सके, जो विशुद्ध रूप से एडियाबेटिक कार्य की अवधारणा पर आधारित है, यदि यह माना जाता है कि इसे केवल एडियाबेटिक कार्य की प्रक्रियाओं द्वारा परिभाषित और मापा जाता हैः प्रणाली द्वारा किया गया ऊष्मागतिकीय कार्य अपने ऊष्मागतिकीय अवस्था चर द्वारा परिभाषित तंत्र के माध्यम से होता है, उदाहरण के लिए, इसका आयतन, उन चरों के माध्यम से नहीं जो आवश्यक रूप से परिवेश में तंत्र को शामिल करते हैं। बाद वाले ऐसे हैं जैसे कि शाफ्ट वर्क, और इसमें आइसोकोरिक वर्क शामिल है। आंतरिक ऊर्जा, एक अवस्था फलन है। चक्रीय प्रक्रियाओं में, जैसे कि ऊष्मा इंजन के संचालन में, कार्यशील पदार्थ के अवस्था कार्य एक चक्र के पूरा होने पर अपने प्रारंभिक मूल्यों पर लौट आते हैं। एक असीम प्रक्रिया में आंतरिक ऊर्जा के लिए अंतर, या असीम वृद्धि, एक सटीक अंतर है। सटीक अंतरों का प्रतीक लोअरकेस अक्षर है। इसके विपरीत, न तो असीम वृद्धि और न ही एक असीम प्रक्रिया प्रणाली के अवस्था कार्य में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करती है। इस प्रकार, ऊष्मा और कार्य की असीम वृद्धि सटीक अंतर नहीं हैं। छोटे अक्षर का यूनानी अक्षर डेल्टा,, सटीक नहीं होने वाले विभेदों का प्रतीक है। एक प्रक्रिया में किसी भी सटीक अंतर का अभिन्न अंग जहां प्रणाली निकलती है और फिर उसी ऊष्मागतिकीय स्थिति में लौटती है, जरूरी नहीं कि शून्य के बराबर हो। जैसा कि ऊपर बताया गया है, ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम में कहा गया है कि यदि किसी प्रणाली को प्रतिवर्ती प्रक्रिया में ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है, तो ऊष्मा और तापमान में वृद्धि सटीक अंतर बनाती है और कार्यशील निकाय की एन्ट्रापी एक अवस्था कार्य है। इसी तरह, एक अच्छी तरह से परिभाषित दबाव के साथ, धीरे-धीरे चलने वाली (क्वासिस्टैटिक) सीमा के पीछे, कार्य अंतर, और दबाव, प्रणाली के आयतन के साथ सटीक अंतर बनाने के लिए गठबंधन करते हैं, जो एक अवस्था चर है। सामान्य तौर पर, संरचना परिवर्तन के बिना समान दबाव और तापमान की प्रणालियों के लिए, इस विभेदक समीकरण से जुड़ी अवधारणा यह है कि आंतरिक ऊर्जा को इसके प्राकृतिक चर का एक कार्य माना जा सकता है और। मौलिक ऊष्मागतिकीय संबंध के आंतरिक ऊर्जा प्रतिनिधित्व को इस प्रकार लिखा जाता है कि यदि स्थिर है और यदि द्वारा परिभाषित एन्थैल्पी के साथ स्थिर है तो एन्थैल्पी को इसके प्राकृतिक चर का एक कार्य माना जा सकता है और। मौलिक ऊष्मागतिकीय संबंध का एन्थैल्पी प्रतिनिधित्व लिखा गया है आंतरिक ऊर्जा प्रतिनिधित्व और एन्थैल्पी प्रतिनिधित्व एक दूसरे के आंशिक लीजेंड्रे परिवर्तन हैं। उनमें एक ही भौतिक जानकारी होती है, जो अलग-अलग तरीकों से लिखी जाती है। आंतरिक ऊर्जा की तरह, अपने प्राकृतिक चर के एक कार्य के रूप में वर्णित एन्थैल्पी एक ऊष्मागतिकीय क्षमता है और इसमें शरीर के बारे में सभी ऊष्मागतिकीय जानकारी होती है। यदि किसी वस्तु में ऊष्मा की मात्रा को जोड़ा जाता है, जबकि यह केवल अपने परिवेश पर विस्तार कार्य करता है, तो एक होता है यदि यह निरंतर दबाव पर होने के लिए विवश है, अर्थात। साथ, शरीर द्वारा किया गया विस्तार कार्य इसके द्वारा दिया जाता है; ऊष्मागतिकी के पहले नियम को याद करते हुए, एक के पास है परिणामस्वरूप, प्रतिस्थापन द्वारा एक है इस परिदृश्य में, एन्थैल्पी में वृद्धि प्रणाली में जोड़ी गई गर्मी की मात्रा के बराबर है। यह कैलोरीमेट्री द्वारा रासायनिक प्रतिक्रियाओं में एन्थैल्पी परिवर्तनों के निर्धारण का आधार है। चूँकि कई प्रक्रियाएँ स्थिर वायुमंडलीय दबाव पर होती हैं, इसलिए एन्थैल्पी को कभी-कभी 'ऊष्मा सामग्री' या ऊष्मा फलन का भ्रामक नाम दिया जाता है, जबकि यह वास्तव में सहसंयोजक बंधनों और अंतर-आणविक बलों की ऊर्जाओं पर दृढ़ता से निर्भर करता है। अवस्था फलन के प्राकृतिक चर के संदर्भ में, अवस्था 1 से अवस्था 2 में परिवर्तन की इस प्रक्रिया को व्यक्त किया जा सकता है क्योंकि यह ज्ञात है कि तापमान समान रूप से इसके द्वारा कहा जाता है, परिणामस्वरूप, इस मामले में, समाकलन स्थिर दबाव पर स्थानांतरित गर्मी की मात्रा को निर्दिष्ट करता है। इतिहास एक सामान्य संज्ञा के रूप में, अंग्रेजी गर्मी या गर्मी (जैसे फ्रेंच कैलर, जर्मन वार्म, लैटिन कैलर, ग्रीक θάλπος, आदि) तापीय ऊर्जा या तापमान को (मानव की धारणा) संदर्भित करता है। पदार्थ के एक अलग रूप के रूप में तापीय ऊर्जा या "ऊष्मा" पर अटकलों का एक लंबा इतिहास रहा है, जिसे कैलोरी सिद्धांत, फ्लोजिस्टन सिद्धांत और अग्नि के रूप में पहचाना जाता है। दार्शनिकों द्वारा गर्मी की चर्चा सामान्य भाषा में की गई है। एक उदाहरण जॉन लॉक का यह 1720 का उद्धरण हैः गर्मी, वस्तु के असंवेदनशील हिस्सों का एक बहुत ही तेज आंदोलन है, जो हमारे भीतर उस संवेदना को उत्पन्न करता है जहाँ से हम वस्तु को गर्म करते हैं; इसलिए हमारी संवेदना में गर्मी क्या है, वस्तु में गति के अलावा और कुछ नहीं है। यह वैसे भी प्रतीत होता है, जिससे गर्मी पैदा होती हैः क्योंकि हम देखते हैं कि एक बोर्ड पर पीतल के नाखून को रगड़ने से यह बहुत गर्म हो जाएगा; और गाड़ियों और डिब्बों के एक्सल-पेड़ अक्सर गर्म होते हैं, और कभी-कभी कुछ हद तक, कि यह उन पर पहिया की नाभि को रगड़ने से आग लगा देता है। इस स्रोत को बार-बार जूल द्वारा उद्धृत किया गया था। जॉन टिंडल की हीट कन्सिडर्ड एज मोड ऑफ मोशन (1863) ने अंग्रेजी बोलने वाली जनता के लिए गति के रूप में गर्मी के विचार को लोकप्रिय बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। इस सिद्धांत को फ्रेंच, अंग्रेजी और जर्मन में अकादमिक प्रकाशनों में विकसित किया गया था। एक प्रारंभिक समय से, कार्नोट द्वारा उपयोग किए जाने वाले फ्रांसीसी तकनीकी शब्द चालूर को अंग्रेजी गर्मी और जर्मन वार्मे के बराबर लिया गया था। "गर्मी", जबकि गर्मी का समतुल्य जर्मन हिट्ज़ होगा)। शास्त्रीय ऊष्मागतिकी ऊष्मा की आधुनिक समझ को अक्सर आंशिक रूप से थॉम्पसन के 1798 के ऊष्मा के यांत्रिक सिद्धांत (ऊष्मा के स्रोत के बारे में एक प्रयोगात्मक पूछताछ जो घर्षण द्वारा उत्तेजित है) के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जो ऊष्मा के एक यांत्रिक समकक्ष को अभिनिर्धारित करता है। 1820 के दशक में निकोलस क्लेमेंट और सादी कार्नोट (रिफ्लेक्शंस ऑन द मोटिव पावर ऑफ फायर) के बीच एक सहयोग में इसी तरह की कुछ संबंधित सोच थी। 1842 में, जूलियस रॉबर्ट मेयर ने कागज के गूदे में घर्षण रूप से गर्मी उत्पन्न की और तापमान वृद्धि को मापा। 1845 में, जूल ने द मैकेनिकल इक्विवेलेंट ऑफ हीट नामक एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने "गर्मी की एक इकाई का उत्पादन" करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की मात्रा के लिए एक संख्यात्मक मूल्य निर्दिष्ट किया, जो एक प्रतिरोधक के माध्यम से बिजली के मार्ग में घर्षण द्वारा गर्मी उत्पादन पर आधारित था और पानी के एक वाट में एक पैडल के घूर्णन में। शास्त्रीय ऊष्मागतिकी का सिद्धांत 1850 से 1860 के दशक में परिपक्व हुआ। क्लॉशियस (1850) 1850 में, क्लॉशियस ने घर्षण द्वारा ऊष्मा उत्पादन के जूल के प्रयोगात्मक प्रदर्शनों का जवाब देते हुए, ऊष्मा संरक्षण के कैलोरी सिद्धांत को खारिज कर दिया, लिखते हुएः यदि हम मानते हैं कि गर्मी, पदार्थ की तरह, मात्रा में कम नहीं की जा सकती है, तो हमें यह भी मान लेना चाहिए कि इसे बढ़ाया नहीं जा सकता है; लेकिन गर्मी की वास्तविक वृद्धि मान लेने के अलावा घर्षण द्वारा लाए गए तापमान के आरोहण की व्याख्या करना लगभग असंभव है। जूल के सावधानीपूर्वक किए गए प्रयोग, जिन्होंने यांत्रिक बल के प्रयोग से विभिन्न तरीकों से ऊष्मा विकसित की, लगभग निश्चित रूप से स्थापित करते हैं, न केवल ऊष्मा की मात्रा बढ़ाने की संभावना, बल्कि इस तथ्य को भी कि नव-उत्पादित ऊष्मा इसके उत्पादन में खर्च किए गए कार्य के समानुपाती है। यह आगे कहा जा सकता है कि हाल ही में कई तथ्य सामने आए हैं जो इस परिकल्पना को उलट देते हैं कि गर्मी स्वयं एक पिंड है, और यह साबित करने के लिए कि यह पिंडों के अंतिम कणों की गति में शामिल है। प्रक्रिया कार्य 1850 में रुडोल्फ क्लॉशियस द्वारा शुरू किया गया था। क्लॉशियस ने इसे जर्मन यौगिक वार्मेमेंग के साथ वर्णित किया, जिसका अनुवाद "गर्मी की मात्रा" के रूप में किया गया है। जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने अपने 1871 के ऊष्मा के सिद्धांत में ऊष्मा की परिभाषा के लिए चार शर्तों को रेखांकित किया हैः यह एक ऐसी चीज है जिसे ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित किया जा सकता है। यह एक मापने योग्य मात्रा है, और इसलिए इसका गणितीय रूप से इलाज किया जा सकता है। इसे एक भौतिक पदार्थ के रूप में नहीं माना जा सकता है, क्योंकि इसे किसी ऐसी चीज में परिवर्तित किया जा सकता है जो भौतिक पदार्थ नहीं है, जैसे कि यांत्रिक कार्य। ऊष्मा ऊर्जा के रूपों में से एक है। प्रक्रिया कार्य को क्लॉशियस द्वारा वार्मेमेंग के रूप में संदर्भित किया जाता है, या अनुवाद में "गर्मी की मात्रा" के रूप में। "ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा" की विशिष्ट अवधारणा के संक्षिप्त रूप के रूप में "ऊष्मा" के उपयोग ने 20वीं शताब्दी की शुरुआत तक कुछ शब्दावली संबंधी भ्रम पैदा कर दिया। शास्त्रीय ऊष्मागतिकी में भी "ऊष्मा" का सामान्य अर्थ केवल "ऊष्मीय ऊर्जा" है। 1920 के दशक से, "स्थिर आयतन पर ऊष्मा की मात्रा" को संदर्भित करने के लिए एन्थैल्पी का उपयोग करने की सिफारिश की गई है, और तापीय ऊर्जा के लिए जब सामान्य अर्थों में "ऊष्मा" का इरादा है, जबकि "ऊष्मा" दो प्रणालियों के बीच ऊष्मीय ऊर्जा के हस्तांतरण के बहुत विशिष्ट संदर्भ के लिए आरक्षित है। लियोनार्ड बेनेडिक्ट लोएब ने अपने गैसों के गतिज सिद्धांत (1927) में "ऊष्मा की मात्रा" या "ऊष्मा-मात्रा" का उपयोग करते हुए उल्लेख किया हैः थर्मोमेट्री की पूर्णता के बाद [.] ऊष्मा के क्षेत्र में की गई अगली बड़ी प्रगति एक शब्द की परिभाषा थी जिसे ऊष्मा की मात्रा कहा जाता है। [. कैलोरी सिद्धांत के परित्याग के बाद,] यह अभी भी इस बहुत ही निश्चित अवधारणा, गर्मी की मात्रा की व्याख्या करना बाकी है, एक सिद्धांत के संदर्भ में जो सभी गर्मी को गैस अणुओं के गतिविज्ञान के लिए जिम्मेदार ठहराता है। रिचर्ड फेनमैन ने एक भौतिक चित्रण के साथ गर्मी की शुरुआत की, जैसा कि परमाणुओं और अणुओं की हिलती गति से जुड़ा हुआ है, जिसमें तापमान में वृद्धि के अनुरूप तेज गति होती है। भौतिकी को और अधिक समझाने के लिए, उन्होंने "ऊष्मा" के साथ "ऊष्मा ऊर्जा" शब्द का उपयोग किया। ब्रायन (1907) 1907 में, जी. एच. ब्रायन ने ऊष्मागतिकी की नींव की एक जांच प्रकाशित की, ऊष्मागतिकीः एक परिचयात्मक ग्रंथ जो मुख्य रूप से प्रथम सिद्धांतों और उनके प्रत्यक्ष अनुप्रयोगों से संबंधित है, बी. जी. टूबनर, लीपज़िग। ब्रायन तब लिख रहे थे जब ऊष्मागतिकी को अनुभवजन्य रूप से स्थापित किया गया था, लेकिन लोग अभी भी इसकी तार्किक संरचना को निर्दिष्ट करने में रुचि रखते थे। कैराथियोडोरी का 1909 का काम भी इसी ऐतिहासिक युग से संबंधित है। ब्रायन एक भौतिक विज्ञानी थे जबकि कैराथियोडोरी एक गणितशास्त्री थे। ब्रायन ने अपने ग्रंथ की शुरुआत गर्मी और तापमान की धारणाओं पर एक परिचयात्मक अध्याय के साथ की। वह एक उदाहरण देते हैं कि शरीर के तापमान को बढ़ाने के रूप में गर्म करने की धारणा उस शरीर को गर्मी की मात्रा प्रदान करने के रूप में गर्म करने की धारणा का खंडन करती है। उन्होंने एक एडियाबेटिक परिवर्तन को परिभाषित किया जिसमें शरीर न तो गर्मी प्राप्त करता है और न ही खोता है। यह एक एडियाबेटिक परिवर्तन को परिभाषित करने के समान नहीं है जो विकिरण और चालन के लिए अभेद्य दीवारों से घिरे शरीर में होता है। उन्होंने ऊष्मा मापन को ऊष्मा की मात्रा को मापने के एक तरीके के रूप में पहचाना। उन्होंने पानी को अधिकतम घनत्व वाले तापमान के रूप में पहचाना। यह उस तापमान के आसपास थर्मामीटर पदार्थ के रूप में पानी को अनुपयुक्त बनाता है। उनका उद्देश्य पाठकों को यह याद दिलाना था कि ऊष्मागतिकीविदों ने किसी विशेष ऊष्मीय पदार्थ के गुणों से स्वतंत्र तापमान के एक पूर्ण पैमाने को क्यों पसंद किया। उनका दूसरा अध्याय गर्मी के स्रोत के रूप में घर्षण की मान्यता के साथ शुरू हुआ, बेंजामिन थॉम्पसन द्वारा, हम्फ्री डेवी द्वारा, रॉबर्ट मेयर द्वारा और जेम्स प्रेस्कॉट जूल द्वारा। उन्होंने ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम, या मेयर-जूल सिद्धांत को इस प्रकार बतायाः जब ऊष्मा को कार्य में परिवर्तित किया जाता है या इसके विपरीत कार्य को ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है, तो प्राप्त या खोए हुए ऊष्मा की मात्रा खोए हुए या प्राप्त किए गए कार्य की मात्रा के समानुपाती होती है। उन्होंने लिखाः यदि ऊष्मा को गतिशील इकाइयों में मापा जाता है तो यांत्रिक समतुल्य एकता के बराबर हो जाता है, और ऊष्मागतिकी के समीकरण एक सरल और अधिक सममित रूप धारण करते हैं। उन्होंने समझाया कि कैसे लावोइसियर और लाप्लास का कैलोरी सिद्धांत शुद्ध कैलोरीमेट्री के संदर्भ में समझ में आया, हालांकि यह घर्षण और बिजली के चालन जैसे तंत्रों द्वारा काम को गर्मी में बदलने के लिए जिम्मेदार नहीं था। ऊष्मा की मात्रा को तर्कसंगत रूप से परिभाषित करने के बाद, उन्होंने निरपेक्ष ऊष्मागतिकीय तापमान की केल्विन परिभाषा सहित दूसरे नियम पर विचार किया। धारा 41 में उन्होंने लिखाः धारा 41। प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं की भौतिक अवास्तविकता। प्रकृति में सभी घटनाएं अधिक या कम मात्रा में अपरिवर्तनीय हैं। खगोलीय पिंडों की गतियाँ प्रतिवर्ती गतियों के निकटतम अनुमानों को वहन करती हैं, लेकिन इस पृथ्वी पर होने वाली गतियाँ घर्षण, चिपचिपाहट, विद्युत और अन्य प्रतिरोधों द्वारा काफी हद तक मंद होती हैं, और यदि गतिशील पिंडों की सापेक्ष वेगों को उलट दिया जाता है, तो ये प्रतिरोध अभी भी सापेक्ष गतियों को मंद कर देंगे और उन्हें तेज नहीं करेंगे जैसा कि उन्हें करना चाहिए यदि गतियाँ पूरी तरह से प्रतिवर्ती हों। इसके बाद उन्होंने ऊर्जा संरक्षण का सिद्धांत बताया। इसके बाद उन्होंने लिखाः अपरिवर्तनीय घटनाओं के संबंध में निम्नलिखित स्वयंसिद्धियों को ग्रहण करना होगा। (1) यदि कोई प्रणाली अपरिवर्तनीय परिवर्तन से गुजर सकती है तो वह ऐसा करेगी। (2) एक पूरी तरह से प्रतिवर्ती परिवर्तन अपने आप नहीं हो सकता है; इस तरह के परिवर्तन को केवल एक अपरिवर्तनीय परिवर्तन का सीमित रूप माना जा सकता है। पृष्ठ 46 पर, थर्मल कनेक्शन में बंद प्रणालियों के बारे में सोचते हुए, उन्होंने लिखाः इस प्रकार हम एक ऐसी प्रणाली को अभिनिर्धारित करने के लिए प्रेरित होते हैं जिसमें ऊर्जा यांत्रिक कार्य के प्रदर्शन के अलावा एक तत्व से दूसरे तत्व में जा सकती है। पृष्ठ 47 पर, अभी भी थर्मल कनेक्शन में बंद प्रणालियों के बारे में सोचते हुए, उन्होंने लिखाः §58। ऊष्मा की मात्रा। परिभाषा. जब ऊर्जा कार्य के निष्पादन के अलावा एक प्रणाली या किसी प्रणाली के हिस्से से दूसरे में प्रवाहित होती है, तो इस तरह से स्थानांतरित ऊर्जा को ऊष्मा कहा जाता है। पृष्ठ 48 पर उन्होंने लिखाः §59। जब दो पिंड एक दूसरे पर ऊष्मीय रूप से कार्य करते हैं तो एक द्वारा प्राप्त और दूसरे द्वारा खोए गए ऊष्मा की मात्रा आवश्यक रूप से बराबर नहीं होती है। दूरी पर वस्तुओं के मामले में, ऊष्मा को बीच के माध्यम से लिया जा सकता है या दिया जा सकता है। ईथर के किसी भी भाग द्वारा प्राप्त ऊष्मा की मात्रा को उसी तरह परिभाषित किया जा सकता है जैसे किसी भौतिक पिंड द्वारा प्राप्त किया जाता है। [वह तापीय विकिरण के बारे में सोच रहा था।] एक अन्य महत्वपूर्ण अपवाद तब होता है जब संपर्क में दो खुरदरे निकायों के बीच फिसलन होती है। किए गए कार्यों का बीजगणितीय योग शून्य से अलग है, क्योंकि, हालांकि क्रिया और प्रतिक्रिया समान और विपरीत हैं, संपर्क में निकायों के भागों के वेग अलग हैं। इसके अलावा, इस प्रक्रिया में खोए गए कार्य से प्रणाली की पारस्परिक स्थितिज ऊर्जा में वृद्धि नहीं होती है और निकायों के बीच कोई मध्यवर्ती माध्यम नहीं होता है। जब तक खोए हुए ऊर्जा का अन्य तरीकों से हिसाब नहीं लगाया जा सकता है, (जैसे कि जब घर्षण विद्युतीकरण उत्पन्न करता है), यह ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत से मिलता है कि दोनों प्रणालियों द्वारा प्राप्त गर्मी की मात्रा का बीजगणितीय योग घर्षण द्वारा खोए गए काम की मात्रा के बराबर है। [यह विचार ब्रिजमैन द्वारा प्रतिध्वनित किया गया था, जैसा कि ऊपर बताया गया है।] कैराथिओडोरी (1909) ऊष्मागतिकी में ऊष्मा की एक प्रसिद्ध और लगातार परिभाषा कैराथिओडोरी (1909) के काम पर आधारित है, जो एक बंद प्रणाली में प्रक्रियाओं का उल्लेख करती है। कैराथियोडोरी मैक्स बॉर्न के एक सुझाव का जवाब दे रहा था कि वह ऊष्मागतिकी की तार्किक संरचना की जांच करें। एक मनमाना अवस्था में एक वस्तु की आंतरिक ऊर्जा को एक संदर्भ अवस्था से शुरू होने पर शरीर द्वारा अपने आसपास के क्षेत्र में किए गए कार्य की मात्रा से निर्धारित किया जा सकता है। इस तरह के काम का मूल्यांकन शरीर के आसपास परिभाषित मात्राओं के माध्यम से किया जाता है। ऐसा माना जाता है कि इस तरह के काम का सटीक मूल्यांकन किया जा सकता है, परिवेश में घर्षण के कारण त्रुटि के बिना; शरीर में घर्षण को इस परिभाषा से बाहर नहीं रखा गया है। कार्य के एडियाबेटिक प्रदर्शन को एडियाबेटिक दीवारों के संदर्भ में परिभाषित किया गया है, जो कार्य के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण की अनुमति देते हैं, लेकिन ऊर्जा या पदार्थ का कोई अन्य हस्तांतरण नहीं होता है। विशेष रूप से वे ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में पारित नहीं होने देते हैं। इस परिभाषा के अनुसार, एडियाबेटिक रूप से किया जाने वाला कार्य सामान्य रूप से ऊष्मागतिकीय प्रणाली या शरीर के भीतर घर्षण के साथ होता है। दूसरी ओर, कैराथियोडोरी (1909) के अनुसार, गैर-एडियाबेटिक, डायथर्मल दीवारें भी मौजूद हैं, जिन्हें केवल गर्मी के लिए पारगम्य माना जाता है। ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा की परिभाषा के लिए, यह पारंपरिक रूप से परिकल्पना की जाती है कि दो घटकों के साथ एक प्रक्रिया द्वारा अवस्था से रुचि की एक मनमाना स्थिति तक पहुंचा जाता है, एक एडियाबेटिक और दूसरा एडियाबेटिक नहीं। सुविधा के लिए यह कहा जा सकता है कि एडियाबेटिक घटक दीवारों की गति के माध्यम से आयतन परिवर्तन के माध्यम से शरीर द्वारा किए गए काम का योग था, जबकि गैर-एडियाबेटिक दीवार को अस्थायी रूप से एडियाबेटिक और आइसोकोरिक एडियाबेटिक काम के रूप में प्रस्तुत किया गया था। फिर गैर-एडियाबेटिक घटक दीवार के माध्यम से ऊर्जा हस्तांतरण की एक प्रक्रिया है जो केवल गर्मी को पारित करती है, जो इस हस्तांतरण के उद्देश्य के लिए नए बनाए गए हैं, आसपास के वातावरण से शरीर तक। राज्य से राज्य तक पहुँचने के लिए आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन हस्तांतरित ऊर्जा की दो मात्राओं का अंतर है। हालांकि कैराथियोडोरी ने स्वयं ऐसी परिभाषा नहीं दी, लेकिन उनके काम के बाद सैद्धांतिक अध्ययनों में गर्मी को परिभाषित करने की प्रथा है, शरीर को उसके आसपास से, अवस्था से अवस्था में परिवर्तन की संयुक्त प्रक्रिया में, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के रूप में, कार्य की मात्रा को घटाकर, शरीर द्वारा अपने चारों ओर एडियाबेटिक प्रक्रिया द्वारा किया जाता है, ताकि। इस परिभाषा में, वैचारिक कठोरता के लिए, ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा सीधे गैर-एडियाबेटिक प्रक्रिया के संदर्भ में निर्दिष्ट नहीं की गई है। इसे सटीक रूप से दो चरों के ज्ञान के माध्यम से परिभाषित किया गया है, आंतरिक ऊर्जा का परिवर्तन और किए गए एडियाबेटिक कार्य की मात्रा, संदर्भ अवस्था से मनमाना अवस्था में परिवर्तन की संयुक्त प्रक्रिया के लिए। यह महत्वपूर्ण है कि इसमें संयुक्त प्रक्रिया के गैर-एडियाबेटिक घटक में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा स्पष्ट रूप से शामिल नहीं है। यहाँ यह माना जाता है कि एक अवस्था से दूसरी अवस्था में जाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा, आंतरिक ऊर्जा का परिवर्तन, संयुक्त प्रक्रिया से स्वतंत्र रूप से, विशुद्ध रूप से एडियाबेटिक प्रक्रिया के माध्यम से निर्धारण द्वारा जाना जाता है, जैसे कि ऊपर की अवस्था की आंतरिक ऊर्जा के निर्धारण के लिए। इस परिभाषा में जो कठोरता मूल्यवान है वह यह है कि एक और केवल एक ही प्रकार का ऊर्जा हस्तांतरण मौलिक के रूप में स्वीकार किया जाता हैः ऊर्जा को कार्य के रूप में स्थानांतरित किया जाता है। ऊष्मा के रूप में ऊर्जा हस्तांतरण को एक व्युत्पन्न मात्रा माना जाता है। इस योजना में काम की विशिष्टता को गर्भधारण की कठोरता और शुद्धता की गारंटी माना जाता है। इस परिभाषा की वैचारिक शुद्धता, एक आदर्श धारणा के रूप में कार्य के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की अवधारणा पर आधारित है, इस विचार पर निर्भर करती है कि ऊर्जा हस्तांतरण की कुछ घर्षण रहित और अन्यथा गैर-विघटनकारी प्रक्रियाओं को भौतिक वास्तविकता में महसूस किया जा सकता है। दूसरी ओर, ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम हमें आश्वस्त करता है कि ऐसी प्रक्रियाएँ प्रकृति में नहीं पाई जाती हैं। कैराथियोडोरी के 1909 के पेपर पर आधारित ऊष्मा की कठोर गणितीय परिभाषा से पहले, ऐतिहासिक रूप से, ऊष्मा, तापमान और तापीय संतुलन को ऊष्मागतिकी की पाठ्यपुस्तकों में संयुक्त रूप से आदिम धारणाओं के रूप में प्रस्तुत किया गया था। कैराथियोडोरी ने अपना 1909 का पेपर इस प्रकार पेश कियाः "यह प्रस्ताव कि ऊष्मागतिकी के अनुशासन को किसी भी परिकल्पना का सहारा लिए बिना उचित ठहराया जा सकता है जिसे प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित नहीं किया जा सकता है, उसे ऊष्मागतिकी में अनुसंधान के सबसे उल्लेखनीय परिणामों में से एक माना जाना चाहिए जो पिछली शताब्दी के दौरान पूरा किया गया था।" "पिछले पचास वर्षों में सक्रिय अधिकांश लेखकों द्वारा अपनाए गए दृष्टिकोण" का उल्लेख करते हुए कैराथियोडोरी ने लिखाः "ऊष्मा नामक एक भौतिक मात्रा मौजूद है जो यांत्रिक मात्राओं (द्रव्यमान, बल, दबाव, आदि) के समान नहीं है। और जिनकी विविधताओं को कैलोरीमेट्रिक मापों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। जेम्स सेरिन ने ऊष्मागतिकी के सिद्धांत का एक विवरण इस प्रकार प्रस्तुत कियाः "निम्नलिखित खंड में, हम ऊष्मा, कार्य और ऊष्मा की शास्त्रीय धारणाओं का उपयोग आदिम तत्वों के रूप में करेंगे। वह ऊष्मा ऊष्मागतिकी के लिए एक उपयुक्त और प्राकृतिक आदिम है जिसे कार्नोट ने पहले ही स्वीकार कर लिया था। ऊष्मागतिकीय संरचना के एक आदिम तत्व के रूप में इसकी निरंतर वैधता इस तथ्य के कारण है कि यह एक आवश्यक भौतिक अवधारणा को संश्लेषित करता है, साथ ही साथ विभिन्न संवैधानिक सिद्धांतों को एकीकृत करने के लिए हाल के काम में इसका सफल उपयोग करता है। ऊष्मागतिकी के आधार की इस पारंपरिक प्रकार की प्रस्तुति में ऐसे विचार शामिल हैं जिन्हें इस कथन द्वारा संक्षेपित किया जा सकता है कि ऊष्मा हस्तांतरण विशुद्ध रूप से तापमान की स्थानिक गैर-एकरूपता के कारण होता है, और गर्म से ठंडे निकायों तक चालन और विकिरण द्वारा होता है। कभी-कभी यह प्रस्तावित किया जाता है कि इस पारंपरिक प्रकार की प्रस्तुति अनिवार्य रूप से "वृत्ताकार तर्क" पर आधारित है। ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा की परिभाषा के लिए यह वैकल्पिक दृष्टिकोण तार्किक संरचना में कैराथियोडोरी से अलग है, जो ठीक ऊपर वर्णित है। यह वैकल्पिक दृष्टिकोण ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा को मापने के लिए प्राथमिक या प्रत्यक्ष तरीके के रूप में कैलोरीमेट्री को स्वीकार करता है। यह अपनी आदिम अवधारणाओं में से एक के रूप में तापमान पर निर्भर करता है, और कैलोरीमेट्री में उपयोग किया जाता है। यह अनुमान लगाया जाता है कि आंतरिक ऊर्जाओं में अंतर को मापने की अनुमति देने के लिए भौतिक रूप से पर्याप्त प्रक्रियाएं मौजूद हैं। इस तरह की प्रक्रियाएं कार्य के रूप में ऊर्जा के एडियाबेटिक हस्तांतरण तक ही सीमित नहीं हैं। इनमें कैलोरीमेट्री शामिल है, जो आंतरिक ऊर्जा अंतरों को खोजने का सबसे आम व्यावहारिक तरीका है। आवश्यक तापमान या तो अनुभवजन्य या निरपेक्ष ऊष्मागतिकीय हो सकता है। इसके विपरीत, ऊपर वर्णित कैराथियोडोरी तरीका ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा की अपनी प्राथमिक परिभाषा में कैलोरीमेट्री या तापमान का उपयोग नहीं करता है। कैराथियोडोरी तरीका कैलोरीमेट्री को केवल ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा को मापने के एक माध्यमिक या अप्रत्यक्ष तरीके के रूप में मानता है। जैसा कि ऊपर अधिक विस्तार से बताया गया है, कैराथियोडोरी तरीका एक प्रक्रिया में ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा को मुख्य रूप से या सीधे अवशिष्ट मात्रा के रूप में परिभाषित करता है। इसकी गणना प्रणाली की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं की आंतरिक ऊर्जाओं के अंतर और प्रक्रिया के दौरान प्रणाली द्वारा किए गए वास्तविक कार्य से की जाती है। माना जाता है कि आंतरिक ऊर्जा अंतर को कार्य के रूप में ऊर्जा के विशुद्ध रूप से एडियाबेटिक हस्तांतरण की प्रक्रियाओं के माध्यम से पहले से मापा गया था, ऐसी प्रक्रियाएं जो प्रणाली को प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं के बीच ले जाती हैं। कैराथिओडोरी तरीके से यह प्रयोग से ज्ञात है कि वास्तव में भौतिक रूप से ऐसी पर्याप्त एडियाबेटिक प्रक्रियाएं मौजूद हैं, ताकि गर्मी के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा को मापने के लिए कैलोरीमेट्री का कोई सहारा लेने की आवश्यकता न हो। यह पूर्वधारणा आवश्यक है लेकिन स्पष्ट रूप से न तो ऊष्मागतिकी के नियम के रूप में और न ही कैराथियोडोरी तरीके के स्वयंसिद्ध के रूप में लेबल किया गया है। वास्तव में, ऐसी एडियाबेटिक प्रक्रियाओं का वास्तविक भौतिक अस्तित्व वास्तव में ज्यादातर अनुमान है, और उन अनुमानित प्रक्रियाओं को ज्यादातर मामलों में वास्तव में अनुभवजन्य रूप से सत्यापित नहीं किया गया है। प्लैंक (1926) वर्षों से, उदाहरण के लिए अपने 1879 के शोध प्रबंध में, लेकिन विशेष रूप से 1926 में, प्लैंक ने गर्मी को परिभाषित करने के सबसे विशिष्ट तरीके के रूप में रगड़कर गर्मी के उत्पादन के बारे में वकालत की। प्लैंक ने इसमें भाग नहीं लेने के लिए कैराथियोडोरी की आलोचना की। कैराथियोडोरी एक ऐसे गणितशास्त्री थे जो एडियाबेटिक प्रक्रियाओं के संदर्भ में सोचना पसंद करते थे, और शायद उन्हें घर्षण के बारे में सोचना मुश्किल लगता था, जबकि प्लैंक एक भौतिक विज्ञानी थे। दो निकायों के बीच ऊष्मा स्थानांतरण चालन का उल्लेख करते हुए, पार्टिंगटन लिखते हैंः "यदि एक गर्म निकाय को एक ठंडे निकाय के संपर्क में लाया जाता है, तो गर्म निकाय का तापमान गिर जाता है और ठंडे निकाय का तापमान बढ़ जाता है, और यह कहा जाता है कि ऊष्मा की मात्रा गर्म निकाय से ठंडे निकाय में चली गई है।" विकिरण का उल्लेख करते हुए, मैक्सवेल लिखते हैंः "विकिरण में, गर्म शरीर गर्मी खो देता है, और ठंडा शरीर किसी मध्यवर्ती माध्यम में होने वाली प्रक्रिया के माध्यम से गर्मी प्राप्त करता है जो स्वयं गर्म नहीं होता है।" मैक्सवेल लिखते हैं कि इस तरह का संवहन "विशुद्ध रूप से एक तापीय घटना नहीं है"। ऊष्मागतिकी में, संवहन को सामान्य रूप से आंतरिक ऊर्जा का परिवहन माना जाता है। यदि, हालांकि, संवहन संलग्न और परिसंचारी है, तो इसे एक मध्यस्थ के रूप में माना जा सकता है जो स्रोत और गंतव्य निकायों के बीच गर्मी के रूप में ऊर्जा को स्थानांतरित करता है, क्योंकि यह केवल ऊर्जा को स्थानांतरित करता है न कि स्रोत से गंतव्य निकाय तक। बंद प्रणालियों के लिए पहले नियम के अनुसार, ऊर्जा केवल गर्मी के रूप में स्थानांतरित होती है जो एक शरीर को छोड़ती है और दूसरे में प्रवेश करती है, जिससे प्रत्येक की आंतरिक ऊर्जाएँ बदल जाती हैं। शरीरों के बीच कार्य के रूप में ऊर्जा का स्थानांतरण आंतरिक ऊर्जाओं को बदलने का एक पूरक तरीका है। यद्यपि यह सख्त भौतिक अवधारणाओं के दृष्टिकोण से तार्किक रूप से कठोर नहीं है, लेकिन इसे व्यक्त करने वाले शब्दों का एक सामान्य रूप यह कहना है कि गर्मी और कार्य परस्पर परिवर्तनीय हैं। चक्रीय रूप से संचालित इंजन जो केवल गर्मी और कार्य स्थानांतरण का उपयोग करते हैं, उनमें दो तापीय जलाशय होते हैं, एक गर्म और एक ठंडा। उन्हें उन जलाशयों के सापेक्ष कार्यशील निकाय के संचालन तापमान की सीमा के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। एक ऊष्मा इंजन में, कार्यशील शरीर हमेशा गर्म जलाशय की तुलना में ठंडा और ठंडे जलाशय की तुलना में गर्म होता है। एक अर्थ में, यह कार्य उत्पन्न करने के लिए ऊष्मा हस्तांतरण का उपयोग करता है। एक ऊष्मा पंप में, कार्यशील निकाय, चक्र के चरणों में, गर्म जलाशय की तुलना में गर्म और ठंडे जलाशय की तुलना में ठंडा दोनों होता है। एक अर्थ में, यह ऊष्मा हस्तांतरण का उत्पादन करने के लिए कार्य का उपयोग करता है। ऊष्मा इंजन शास्त्रीय ऊष्मागतिकी में, आमतौर पर माना जाने वाला मॉडल ऊष्मा इंजन है। इसमें चार निकाय होते हैंः कार्यशील निकाय, गर्म जलाशय, ठंडा जलाशय और कार्य जलाशय। एक चक्रीय प्रक्रिया कार्यशील निकाय को एक अपरिवर्तित स्थिति में छोड़ देती है, और इसे अनिश्चित काल के लिए अक्सर दोहराया जाने की परिकल्पना की जाती है। कार्य निकाय और कार्य जलाशय के बीच कार्य हस्तांतरण की परिकल्पना प्रतिवर्ती के रूप में की गई है, और इस प्रकार केवल एक कार्य जलाशय की आवश्यकता होती है। लेकिन दो तापीय जलाशयों की आवश्यकता होती है, क्योंकि ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का हस्तांतरण अपरिवर्तनीय है। एक एकल चक्र गर्म जलाशय से कार्यशील निकाय द्वारा ली गई ऊर्जा को देखता है और दो अन्य जलाशयों, कार्य जलाशय और ठंडे जलाशय को भेजा जाता है। गर्म जलाशय हमेशा और केवल ऊर्जा की आपूर्ति करता है और ठंडे जलाशय को हमेशा और केवल ऊर्जा प्राप्त होती है। ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार ऐसा कोई चक्र नहीं हो सकता है जिसमें ठंडे जलाशय को कोई ऊर्जा प्राप्त न हो। ऊष्मा इंजन उच्च दक्षता तब प्राप्त करते हैं जब प्रारंभिक और अंतिम तापमान का अनुपात अधिक होता है। हीट पंप या रेफ्रिजरेटर एक और आम तौर पर माना जाने वाला मॉडल हीट पंप या रेफ्रिजरेटर है। फिर से चार निकाय हैंः कार्य निकाय, गर्म जलाशय, ठंडा जलाशय और कार्य जलाशय। एक एकल चक्र ठंडे जलाशय की तुलना में ठंडे कार्यशील शरीर के साथ शुरू होता है, और फिर ठंडे जलाशय से कार्यशील शरीर द्वारा ऊर्जा को गर्मी के रूप में लिया जाता है। फिर कार्य जलाशय कार्यशील निकाय पर काम करता है, जिससे इसकी आंतरिक ऊर्जा में अधिक वृद्धि होती है, जिससे यह गर्म जलाशय की तुलना में अधिक गर्म हो जाता है। गर्म कार्यशील निकाय गर्म जलाशय को गर्मी देता है, लेकिन फिर भी ठंडे जलाशय की तुलना में गर्म रहता है। फिर, इसे किसी अन्य निकाय में गर्मी पारित किए बिना विस्तार करने की अनुमति देकर, कार्यशील निकाय को ठंडे जलाशय की तुलना में ठंडा कर दिया जाता है। यह अब एक और चक्र शुरू करने के लिए ठंडे जलाशय से गर्मी हस्तांतरण को स्वीकार कर सकता है। इस उपकरण ने ऊर्जा को एक ठंडे से एक गर्म जलाशय तक पहुँचाया है, लेकिन इसे एक निर्जीव एजेंसी द्वारा नहीं माना जाता है; बल्कि, इसे काम के दोहन द्वारा माना जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि काम की आपूर्ति कार्य जलाशय से की जाती है, न केवल एक साधारण ऊष्मागतिकीय प्रक्रिया द्वारा, बल्कि ऊष्मागतिकीय संचालन और प्रक्रियाओं के एक चक्र द्वारा, जिसे एक सजीव या दोहन एजेंसी द्वारा निर्देशित माना जा सकता है। तदनुसार, चक्र अभी भी ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुरूप है। हीट पंप (जो एकता से अधिक है) की 'दक्षता' सबसे अच्छी होती है जब गर्म और ठंडे जलाशयों के बीच तापमान का अंतर कम होता है। कार्यात्मक रूप से, ऐसे इंजनों का उपयोग दो तरीकों से किया जाता है, जो एक लक्ष्य जलाशय और एक संसाधन या आसपास के जलाशय को अलग करते हैं। एक ऊष्मा पंप संसाधन या आसपास के जलाशय से लक्ष्य के रूप में गर्म जलाशय में ऊष्मा स्थानांतरित करता है। रेफ्रिजरेटर लक्ष्य के रूप में ठंडे जलाशय से संसाधन या आसपास के जलाशय में गर्मी स्थानांतरित करता है। लक्ष्य जलाशय को रिसाव के रूप में माना जा सकता हैः जब लक्ष्य आसपास के वातावरण में गर्मी का रिसाव करता है, तो हीट पंपिंग का उपयोग किया जाता है; जब लक्ष्य आसपास के वातावरण में ठंडक का रिसाव करता है, तो प्रशीतन का उपयोग किया जाता है। इंजन रिसाव को दूर करने के लिए काम करते हैं। मैक्रोस्कोपिक दृष्टिकोण प्लैंक के अनुसार, गर्मी के लिए तीन मुख्य वैचारिक दृष्टिकोण हैं। एक सूक्ष्मदर्शी या गतिज सिद्धांत दृष्टिकोण है। अन्य दो मैक्रोस्कोपिक दृष्टिकोण हैं। मैक्रोस्कोपिक दृष्टिकोणों में से एक ऊष्मागतिकी से पहले के रूप में ली गई ऊर्जा के संरक्षण के नियम के माध्यम से है, प्रक्रियाओं के यांत्रिक विश्लेषण के साथ, उदाहरण के लिए हेल्महोल्ट्ज़ के काम में। इस यांत्रिक दृष्टिकोण को इस लेख में थर्मोडायनामिक सिद्धांत के लिए वर्तमान में प्रथागत के रूप में लिया गया है। अन्य मैक्रोस्कोपिक दृष्टिकोण थर्मोडायनामिक है, जो ऊष्मा को एक आदिम अवधारणा के रूप में स्वीकार करता है, जो ऊर्जा के संरक्षण के नियम के ज्ञान में वैज्ञानिक प्रेरण द्वारा योगदान देता है। इस दृष्टिकोण को व्यापक रूप से व्यावहारिक के रूप में लिया जाता है, ऊष्मा की मात्रा को कैलोरीमेट्री द्वारा मापा जाता है। बेलिन मैकेनिकल और थर्मोडायनामिक के रूप में दो मैक्रोस्कोपिक दृष्टिकोणों को भी अलग करते हैं। ऊष्मागतिकी दृष्टिकोण उन्नीसवीं शताब्दी में ऊष्मागतिकी के संस्थापकों द्वारा लिया गया था। यह ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा को तापमान की एक आदिम अवधारणा के साथ सुसंगत एक आदिम अवधारणा के रूप में मानता है, जिसे मुख्य रूप से कैलोरीमेट्री द्वारा मापा जाता है। एक कैलोरीमीटर प्रणाली के आसपास का एक निकाय है, जिसका अपना तापमान और आंतरिक ऊर्जा होती है; जब इसे ऊष्मा हस्तांतरण के लिए एक पथ द्वारा प्रणाली से जोड़ा जाता है, तो इसमें परिवर्तन ऊष्मा हस्तांतरण को मापते हैं। यांत्रिक दृष्टिकोण का नेतृत्व हेल्महोल्ट्ज़ ने किया था और बीसवीं शताब्दी में मैक्स बॉर्न के प्रभाव के माध्यम से इसका विकास और उपयोग किया गया था। यह ऊष्मा के रूप में स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा को एक व्युत्पन्न अवधारणा के रूप में मानता है, जिसे बंद प्रणालियों के लिए कार्य हस्तांतरण के अलावा अन्य तंत्रों द्वारा स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है, बाद वाले को थर्मोडायनामिक्स के लिए आदिम माना जाता है, जिसे मैक्रोस्कोपिक यांत्रिकी द्वारा परिभाषित किया गया है। बोर्न के अनुसार, पदार्थ के हस्तांतरण के साथ खुली प्रणालियों के बीच आंतरिक ऊर्जा के हस्तांतरण को "यांत्रिकी में कम नहीं किया जा सकता है।" यह इस प्रकार है कि ऊष्मा के रूप में या पदार्थ के हस्तांतरण से जुड़े कार्य के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा की कोई अच्छी तरह से स्थापित परिभाषा नहीं है। फिर भी, गैर-संतुलन प्रक्रियाओं के ऊष्मागतिकीय विवरण के लिए, रुचि की प्रणाली में परिवेश द्वारा स्थापित तापमान प्रवणता के प्रभाव पर विचार करना वांछित है जब प्रणाली और परिवेश के बीच कोई भौतिक बाधा या दीवार नहीं होती है, अर्थात, जब वे एक दूसरे के संबंध में खुले होते हैं। इस परिस्थिति के लिए कार्य के संदर्भ में एक यांत्रिक परिभाषा की असंभवता इस भौतिक तथ्य को नहीं बदलती है कि एक तापमान प्रवणता आंतरिक ऊर्जा के प्रसार प्रवाह का कारण बनती है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसे, ऊष्मागतिकीय दृष्टिकोण में, ऊर्जा के हस्तांतरण के लिए एक उम्मीदवार अवधारणा के रूप में प्रस्तावित किया जा सकता है। इस परिस्थिति में, यह उम्मीद की जा सकती है कि आंतरिक ऊर्जा के विसरणशील प्रवाह के सक्रिय अन्य चालक भी हो सकते हैं, जैसे कि रासायनिक क्षमता का ढाल जो पदार्थ के हस्तांतरण को चलाता है, और विद्युत क्षमता का ढाल जो विद्युत प्रवाह और आयन-फोरेसिस को चलाता है; ऐसे प्रभाव आमतौर पर तापमान ढाल द्वारा संचालित आंतरिक ऊर्जा के विसरणशील प्रवाह के साथ बातचीत करते हैं, और इस तरह की बातचीत को पार-प्रभाव के रूप में जाना जाता है। यदि आंतरिक ऊर्जा के प्रसारशील हस्तांतरण के परिणामस्वरूप होने वाले प्रति-प्रभावों को भी ऊष्मा हस्तांतरण के रूप में लेबल किया जाता है, तो वे कभी-कभी इस नियम का उल्लंघन करेंगे कि शुद्ध ऊष्मा हस्तांतरण केवल एक तापमान प्रवणता के नीचे होता है, कभी भी एक से ऊपर नहीं। वे इस सिद्धांत का भी खंडन करेंगे कि सभी ऊष्मा हस्तांतरण एक ही प्रकार के होते हैं, एक सिद्धांत जो बंद प्रणालियों के बीच ऊष्मा चालन के विचार पर आधारित है। थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण में, विशुद्ध रूप से तापमान प्रवणता द्वारा संचालित ऊष्मा प्रवाह को प्रसार आंतरिक ऊर्जा प्रवाह के एक वैचारिक घटक के रूप में संकीर्ण रूप से सोचने की कोशिश की जा सकती है, अवधारणा विशेष रूप से प्रक्रियाओं के विस्तृत ज्ञान के आधार पर सावधानीपूर्वक गणना पर आधारित है और अप्रत्यक्ष रूप से मूल्यांकन किया जा रहा है। इन परिस्थितियों में, यदि ऐसा होता है कि पदार्थ का कोई हस्तांतरण वास्तविक नहीं है, और कोई क्रॉस-प्रभाव नहीं हैं, तो थर्मोडायनामिक अवधारणा और यांत्रिक अवधारणा मेल खाती है, जैसे कि कोई बंद प्रणालियों के साथ काम कर रहा हो। लेकिन जब पदार्थ का स्थानांतरण होता है, तो सटीक नियम जिनके द्वारा तापमान प्रवणता आंतरिक ऊर्जा के प्रसार प्रवाह को चलाती है, न कि वास्तव में ज्ञात होने के लिए, ज्यादातर मान लिया जाना चाहिए, और कई मामलों में व्यावहारिक रूप से असत्यापित होते हैं। नतीजतन, जब पदार्थ का स्थानांतरण होता है, तो आंतरिक ऊर्जा के विसरण प्रवाह के शुद्ध 'ऊष्मा प्रवाह' घटक की गणना व्यावहारिक रूप से असत्यापित मान्यताओं पर निर्भर करती है। यह ऊष्मा को एक विशेष अवधारणा के रूप में सोचने का एक कारण है जो मुख्य रूप से और सटीक रूप से बंद प्रणालियों से संबंधित है, और केवल खुली प्रणालियों के लिए बहुत ही सीमित तरीके से लागू होती है। इस संदर्भ में कई लेखनों में, "ऊष्मा प्रवाह" शब्द का उपयोग तब किया जाता है जब इसका अर्थ अधिक सटीक रूप से आंतरिक ऊर्जा का प्रसार प्रवाह कहा जाता है; "ऊष्मा प्रवाह" शब्द का ऐसा उपयोग पुराने और अब अप्रचलित भाषा उपयोग का एक अवशेष है जो अनुमति देता है कि एक शरीर में "ऊष्मा सामग्री" हो सकती है। सूक्ष्मदर्शी दृष्टिकोण गतिज सिद्धांत में, ऊष्मा को इलेक्ट्रॉनों, परमाणुओं और अणुओं जैसे घटक कणों की सूक्ष्म गतियों और अंतःक्रियाओं के संदर्भ में समझाया गया है। घटक कणों की गतिज ऊर्जा का तत्काल अर्थ ऊष्मा नहीं है। यह आंतरिक ऊर्जा के एक घटक के रूप में है। सूक्ष्म शब्दों में, ऊष्मा एक स्थानांतरण मात्रा है, और इसे एक परिवहन सिद्धांत द्वारा वर्णित किया जाता है, न कि कणों की स्थिर रूप से स्थानीयकृत गतिज ऊर्जा। ऊष्मा स्थानांतरण तापमान प्रवणता या अंतर से, सूक्ष्म गतिज और संभावित कण ऊर्जा के प्रसार आदान-प्रदान के माध्यम से, कण टकराव और अन्य अंतःक्रियाओं द्वारा उत्पन्न होता है। इसकी प्रारंभिक और अस्पष्ट अभिव्यक्ति फ्रांसिस बेकन द्वारा की गई थी। इसके सटीक और विस्तृत संस्करण उन्नीसवीं शताब्दी में विकसित किए गए थे। सांख्यिकीय यांत्रिकी में, एक बंद प्रणाली (पदार्थ का कोई हस्तांतरण नहीं) के लिए, ऊष्मा प्रणाली पर एक अव्यवस्थित, सूक्ष्म क्रिया से जुड़ा ऊर्जा हस्तांतरण है, जो प्रणाली के ऊर्जा स्तरों की व्यवसाय संख्या में उछाल के साथ जुड़ा हुआ है, ऊर्जा स्तरों के मूल्यों में परिवर्तन के बिना। मैक्रोस्कोपिक थर्मोडायनामिक कार्य के लिए प्रणाली ऊर्जा स्तरों के मूल्यों में परिवर्तन के बिना व्यवसाय संख्याओं को बदलना संभव है, लेकिन जो गर्मी के रूप में स्थानांतरण को अलग करता है वह यह है कि स्थानांतरण पूरी तरह से विकिरणीय हस्तांतरण सहित अव्यवस्थित, सूक्ष्म क्रिया के कारण होता है। सूक्ष्म राज्यों के समूह के सांख्यिकीय वितरण के संदर्भ में अर्ध-स्थैतिक एडियाबेटिक कार्य की छोटी वृद्धि के लिए एक गणितीय परिभाषा तैयार की जा सकती है। पारेषण की गई ऊष्मा की मात्रा को पारेषण द्वारा मापा जा सकता है, या अन्य मात्राओं के आधार पर गणना के माध्यम से निर्धारित किया जा सकता है। कैलोरीमेट्री एक प्रक्रिया में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा के विचार का अनुभवजन्य आधार है। स्थानांतरित ऊष्मा को ज्ञात गुणों के निकाय में परिवर्तनों द्वारा मापा जाता है, उदाहरण के लिए, तापमान में वृद्धि, आयतन या लंबाई में परिवर्तन, या चरण परिवर्तन, जैसे बर्फ का पिघलना। स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा की गणना एडियाबेटिक कार्य के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की एक काल्पनिक मात्रा और ऊष्मागतिकी के पहले नियम पर निर्भर कर सकती है। इस तरह की गणना स्थानांतरित गर्मी की मात्रा के कई सैद्धांतिक अध्ययनों का प्राथमिक दृष्टिकोण है। ऊष्मा अंतरण का अनुशासन, जिसे आम तौर पर यांत्रिक अभियांत्रिकी और रासायनिक अभियांत्रिकी का एक पहलू माना जाता है, विशिष्ट लागू विधियों से संबंधित है जिनके द्वारा एक प्रणाली में ऊष्मीय ऊर्जा उत्पन्न की जाती है, या परिवर्तित की जाती है, या किसी अन्य प्रणाली में स्थानांतरित की जाती है। यद्यपि ऊष्मा की परिभाषा का निहित अर्थ ऊर्जा का हस्तांतरण है, ऊष्मा हस्तांतरण शब्द कई इंजीनियरिंग विषयों और आम लोगों की भाषा में इस पारंपरिक उपयोग को शामिल करता है। ऊष्मा अंतरण को आम तौर पर ऊष्मा चालन, ऊष्मा संवहन, ऊष्मा विकिरण के तंत्र के रूप में वर्णित किया जाता है, लेकिन इसमें चरण परिवर्तनों की प्रक्रियाओं में द्रव्यमान अंतरण और ऊष्मा शामिल हो सकती है। संवहन को चालन और द्रव प्रवाह के संयुक्त प्रभाव के रूप में वर्णित किया जा सकता है। ऊष्मागतिकी दृष्टिकोण से, ऊष्मा अपनी ऊर्जा को बढ़ाने के लिए प्रसार द्वारा एक तरल पदार्थ में बहती है, तरल पदार्थ फिर इस बढ़ी हुई आंतरिक ऊर्जा (गर्मी नहीं) को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करता है, और इसके बाद दूसरी ऊष्मीय अंतःक्रिया होती है जो ऊष्मा को दूसरे शरीर या प्रणाली में स्थानांतरित करती है, फिर से प्रसार द्वारा। इस पूरी प्रक्रिया को अक्सर ऊष्मा हस्तांतरण के एक अतिरिक्त तंत्र के रूप में माना जाता है, हालांकि तकनीकी रूप से, "ऊष्मा हस्तांतरण" और इस प्रकार ताप और शीतलन केवल इस तरह के प्रवाहक के दोनों छोर पर होता है, लेकिन प्रवाह के परिणामस्वरूप नहीं। इस प्रकार, चालन को केवल प्रक्रिया के शुद्ध परिणाम के रूप में "स्थानांतरण" गर्मी कहा जा सकता है, लेकिन जटिल संवहन प्रक्रिया के भीतर हर समय ऐसा नहीं किया जा सकता है। अव्यक्त और संवेदनशील ऊष्मा पदार्थ, जीवित शक्ति और ऊष्मा पर एक 1847 के व्याख्यान में, जेम्स प्रेस्कॉट जूल ने अव्यक्त ऊष्मा और संवेदनशील ऊष्मा शब्दों को ऊष्मा के घटकों के रूप में वर्णित किया, जो प्रत्येक अलग-अलग भौतिक घटनाओं को प्रभावित करते हैं, अर्थात् कणों की क्षमता और गतिज ऊर्जा, क्रमशः। उन्होंने अव्यक्त ऊर्जा को कणों की दूरी के माध्यम से प्राप्त ऊर्जा के रूप में वर्णित किया जहां आकर्षण अधिक दूरी पर था, अर्थात। संभावित ऊर्जा का एक रूप, और कणों की गति को शामिल करने वाली ऊर्जा के रूप में संवेदनशील गर्मी, अर्थात। गतिज ऊर्जा। अव्यक्त ऊष्मा वह ऊष्मा है जो किसी रासायनिक पदार्थ या ऊष्मागतिकी प्रणाली द्वारा अवस्था परिवर्तन के दौरान जारी या अवशोषित की जाती है जो तापमान में परिवर्तन के बिना होती है। इस तरह की प्रक्रिया एक चरण संक्रमण हो सकती है, जैसे कि बर्फ का पिघलना या पानी का उबलना। ऊष्मा क्षमता एक मापने योग्य भौतिक मात्रा है जो किसी वस्तु में परिणामी तापमान परिवर्तन के लिए जोड़ी गई ऊष्मा के अनुपात के बराबर होती है। मोलर ऊष्मा क्षमता एक शुद्ध पदार्थ की प्रति इकाई मात्रा (एस. आई. इकाईः मोल) की ऊष्मा क्षमता है, और विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, जिसे अक्सर केवल विशिष्ट ऊष्मा कहा जाता है, एक सामग्री के प्रति इकाई द्रव्यमान की ऊष्मा क्षमता है। ऊष्मा क्षमता एक पदार्थ का भौतिक गुण है, जिसका अर्थ है कि यह विचाराधीन पदार्थ की स्थिति और गुणों पर निर्भर करता है। हीलियम जैसी एकपरमाण्विक गैसों की विशिष्ट ऊष्मा तापमान के साथ लगभग स्थिर रहती है। डायटोमिक गैसें जैसे हाइड्रोजन कुछ तापमान निर्भरता प्रदर्शित करती हैं, और ट्राइटोमिक गैसें (जैसे, कार्बन डाइऑक्साइड) अभी भी अधिक हैं। ऊष्मागतिकी के नियमों के विकास से पहले, ऊष्मा को भाग लेने वाले निकायों की अवस्थाओं में परिवर्तन द्वारा मापा जाता था। महत्वपूर्ण अपवादों के साथ कुछ सामान्य नियमों को निम्नानुसार कहा जा सकता है। आम तौर पर, अधिकांश निकाय गर्म करने पर फैलते हैं। इस परिस्थिति में, किसी वस्तु को स्थिर आयतन पर गर्म करने से उसकी बाधित दीवारों पर दबाव बढ़ता है, जबकि स्थिर दबाव पर गर्म करने से उसका आयतन बढ़ता है। इसके अलावा, अधिकांश पदार्थों में पदार्थ की तीन सामान्य रूप से मान्यता प्राप्त अवस्थाएँ होती हैं, ठोस, तरल और गैस। कुछ प्लाज्मा में भी मौजूद हो सकते हैं। कई में आगे, अधिक बारीक रूप से विभेदित, पदार्थ की अवस्थाएँ होती हैं, जैसे कि कांच और तरल क्रिस्टल। कई मामलों में, निश्चित तापमान और दबाव पर, एक पदार्थ पदार्थ की कई अलग-अलग अवस्थाओं में मौजूद हो सकता है जिसे एक ही 'शरीर' के रूप में देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक गिलास पानी में बर्फ तैर सकती है। फिर कहा जाता है कि बर्फ और पानी 'शरीर' के भीतर दो चरणों का गठन करते हैं। निश्चित नियम ज्ञात हैं, जो बताते हैं कि एक 'शरीर' में अलग-अलग चरण कैसे सह-अस्तित्व में हो सकते हैं। अधिकतर, एक निश्चित दबाव पर, एक निश्चित तापमान होता है जिस पर गर्म करने से ठोस पिघल जाता है या वाष्पित हो जाता है, और एक निश्चित तापमान होता है जिस पर गर्म करने से तरल वाष्पित हो जाता है। ऐसे मामलों में, शीतलन का उल्टा प्रभाव पड़ता है। ये सभी, सबसे आम मामले, एक नियम के साथ फिट बैठते हैं कि ताप को शरीर की स्थिति में परिवर्तन से मापा जा सकता है। ऐसे मामले थर्मोमेट्रिक निकायों की आपूर्ति करते हैं, जो अनुभवजन्य तापमान की परिभाषा की अनुमति देते हैं। 1848 से पहले, सभी तापमानों को इस तरह से परिभाषित किया गया था। इस प्रकार गर्मी और तापमान के बीच एक कड़ा संबंध था, जो स्पष्ट रूप से तार्किक रूप से निर्धारित था, हालांकि उन्हें अवधारणात्मक रूप से पूरी तरह से अलग माना गया था, विशेष रूप से अठारहवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में जोसेफ ब्लैक द्वारा। महत्वपूर्ण अपवाद हैं। वे गर्मी और तापमान के बीच स्पष्ट रूप से स्पष्ट कड़ी को तोड़ते हैं। वे यह स्पष्ट करते हैं कि तापमान की अनुभवजन्य परिभाषाएँ विशेष थर्मामीटर पदार्थों के विशिष्ट गुणों पर निर्भर हैं, और इस प्रकार 'निरपेक्ष' शीर्षक से बाहर हैं। उदाहरण के लिए, 277 केल्विन के पास गर्म होने पर पानी सिकुड़ जाता है। इसका उपयोग उस तापमान के पास थर्मामीटर पदार्थ के रूप में नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, एक निश्चित तापमान सीमा पर, गर्म करने पर बर्फ सिकुड़ जाती है। इसके अलावा, कई पदार्थ मेटास्टेबल अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, जैसे कि नकारात्मक दबाव के साथ, जो केवल क्षणिक रूप से और बहुत ही विशेष स्थितियों में जीवित रहते हैं। ऐसे तथ्य, जिन्हें कभी-कभी 'विसंगत' कहा जाता है, निरपेक्ष तापमान की ऊष्मागतिकीय परिभाषा के कुछ कारण हैं। उच्च तापमान के मापन के शुरुआती दिनों में, एक और कारक महत्वपूर्ण था, और इसका उपयोग जोसियाह वेजवुड ने अपने पायरोमीटर में किया था। एक प्रक्रिया में पहुंचे तापमान का अनुमान मिट्टी के एक नमूने के सिकुड़ने से लगाया गया था। तापमान जितना अधिक होगा, संकुचन उतना ही अधिक होगा। 1000 डिग्री सेल्सियस (1,832 डिग्री फारेनहाइट) से ऊपर के तापमान को मापने का यह एकमात्र उपलब्ध विश्वसनीय तरीका था। लेकिन इस तरह का संकुचन अपरिवर्तनीय है। मिट्टी ठंडा होने पर फिर से नहीं फैलती है। यही कारण है कि इसका उपयोग माप के लिए किया जा सकता है। लेकिन केवल एक बार। यह शब्द के सामान्य अर्थ में थर्मामीटर सामग्री नहीं है। फिर भी, निरपेक्ष तापमान की ऊष्मागतिकीय परिभाषा उचित परिधि निरीक्षण के साथ ऊष्मा की अवधारणा का आवश्यक उपयोग करती है। "गर्मपन" गर्मपन का गुण ऊष्मागतिकी की एक चिंता है जिसे ऊष्मा की अवधारणा के संदर्भ के बिना परिभाषित किया जाना चाहिए। गर्माहट पर विचार करने से अनुभवजन्य तापमान की अवधारणा सामने आती है। सभी भौतिक प्रणालियाँ दूसरों को गर्म या ठंडा करने में सक्षम हैं। गर्मता के संदर्भ में, तुलनात्मक शब्दों गर्म और ठंडे को इस नियम द्वारा परिभाषित किया जाता है कि गर्मी गर्म शरीर से ठंडे शरीर में बहती है। यदि कोई भौतिक प्रणाली असमान या बहुत तेजी से या अनियमित रूप से बदल रही है, उदाहरण के लिए अशांति द्वारा, इसे तापमान द्वारा चिह्नित करना असंभव हो सकता है, लेकिन फिर भी इसके और किसी अन्य प्रणाली के बीच ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का हस्तांतरण हो सकता है। यदि किसी प्रणाली की एक ऐसी भौतिक स्थिति है जो पर्याप्त नियमित है, और एक निर्दिष्ट थर्मामीटर के साथ थर्मल संतुलन तक पहुंचने के लिए पर्याप्त समय तक बनी रहती है, तो उसका तापमान उस थर्मामीटर के अनुसार होता है। एक अनुभवजन्य थर्मामीटर ऐसी प्रणाली के लिए गर्मी की डिग्री दर्ज करता है। इस तरह के तापमान को अनुभवजन्य कहा जाता है। उदाहरण के लिए, ट्रूसडेल शास्त्रीय ऊष्मागतिकी के बारे में लिखते हैंः "प्रत्येक समय पर, पिंड को एक वास्तविक संख्या दी जाती है जिसे तापमान कहा जाता है। यह संख्या इस बात का पैमाना है कि शरीर कितना गर्म है। भौतिक प्रणालियाँ जो तापमान रखने के लिए बहुत अशांत हैं, वे अभी भी गर्मी में भिन्न हो सकती हैं। एक भौतिक प्रणाली जो ऊष्मा को दूसरी भौतिक प्रणाली तक पहुँचाती है, उसे दोनों में से अधिक गर्म कहा जाता है। प्रणाली में ऊष्मागतिकीय तापमान होने के लिए और अधिक की आवश्यकता होती है। इसका व्यवहार इतना नियमित होना चाहिए कि इसका अनुभवजन्य तापमान सभी उपयुक्त रूप से कैलिब्रेटेड और स्केल किए गए थर्मामीटर के लिए समान हो, और फिर इसकी गर्माहट को एक आयामी गर्माहट मैनिफोल्ड पर निहित कहा जाता है। यह इस कारण का हिस्सा है कि कैराथियोडोरी और बोर्न के बाद गर्मी को परिभाषित किया गया है, केवल काम या पदार्थ के हस्तांतरण के अलावा अन्य रूप से होने के रूप में; इस अब व्यापक रूप से स्वीकृत परिभाषा में तापमान का सलाहपूर्वक और जानबूझकर उल्लेख नहीं किया गया है। यही कारण है कि ऊष्मागतिकी के शून्य नियम को स्पष्ट रूप से बताया गया है। यदि तीन भौतिक प्रणालियाँ, ए, बी और सी प्रत्येक आंतरिक ऊष्मागतिकीय संतुलन की अपनी-अपनी अवस्थाओं में नहीं हैं, तो यह संभव है कि उनके बीच उपयुक्त भौतिक संबंध बनाए जाने के साथ, ए बी को गर्म कर सकता है और बी सी को गर्म कर सकता है और सी ए को गर्म कर सकता है। गैर-संतुलन स्थितियों में, प्रवाह के चक्र संभव हैं। यह आंतरिक ऊष्मागतिकीय संतुलन की विशेष और विशिष्ट विशिष्ट विशेषता है कि यह संभावना ऊष्मागतिकीय प्रणालियों के लिए खुली नहीं है (जैसा कि भौतिक प्रणालियों के बीच प्रतिष्ठित है) जो आंतरिक ऊष्मागतिकीय संतुलन की अपनी अवस्थाओं में हैं; यही कारण है कि ऊष्मागतिकी के शून्य नियम को स्पष्ट कथन की आवश्यकता है। कहने का मतलब यह है कि सामान्य गैर-संतुलन भौतिक प्रणालियों के बीच संबंध 'अधिक ठंडा नहीं है' संक्रमणशील नहीं है, जबकि इसके विपरीत, आंतरिक ऊष्मागतिकीय संतुलन की अपनी अवस्थाओं में ऊष्मागतिकीय प्रणालियों के बीच संबंध 'कम तापमान नहीं है' संक्रमणशील है। इससे यह पता चलता है कि संबंध 'के साथ तापीय संतुलन में है' सकर्मक है, जो शून्य नियम को बताने का एक तरीका है। जिस तरह एक पर्याप्त रूप से असमरूपी प्रणाली के लिए तापमान को परिभाषित नहीं किया जा सकता है, उसी तरह एक ऐसी प्रणाली के लिए भी एन्ट्रापी को परिभाषित नहीं किया जा सकता है जो आंतरिक ऊष्मागतिकीय संतुलन की अपनी स्थिति में नहीं है। उदाहरण के लिए, 'सौर मंडल का तापमान' एक परिभाषित मात्रा नहीं है। इसी तरह, 'सौर मंडल की एन्ट्रापी' को शास्त्रीय ऊष्मागतिकी में परिभाषित नहीं किया गया है। गैर-संतुलन एन्ट्रापी को स्पष्ट रूप से संतोषजनक तरीके से पूरी प्रणाली के लिए एक सरल संख्या के रूप में परिभाषित करना संभव नहीं है। यह भी देखें जलवायु पर सूर्य कोण का प्रभाव ब्रह्मांड की ऊष्मा प्रसार की ऊष्मा मृत्यु ऊष्मा विनिमयक ऊष्मा तरंग ऊष्मा प्रवाह संवेदक ऊष्मा हस्तांतरण गुणांक का इतिहास ऊष्मा आदेश परिमाण का आदेश (तापमान) सिग्मा ऊष्मा आघात तापीय बैटरी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और प्रणालियों का ऊष्मा प्रबंधन ऊष्मा मापक सापेक्ष ऊष्मा चालन समान यांत्रिक संहिता समान सौर ऊर्जा और हाइड्रॉनिक्स संहिता अपशिष्ट ऊष्मा संदर्भ उद्धृत संदर्भों की ग्रंथ सूची एडकिन्स, सी. जे. 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