warmte

In de natuurkunde is warmte, veel aangeduid met het symbool Q, een vorm van energieuitwisseling tussen systemen die niet in thermisch evenwicht zijn (ofwel verschillende temperatuur hebben wanneer de temperatuur voor de systemen gedefinieerd is, dit is het geval wanneer de systemen in intern thermisch evenwicht zijn). Deze uitwisseling kan in principe op drie verschillende manieren plaatsvinden: geleiding, straling en convectie; dus NIET door het verrichten van arbeid. Warmte wordt in SI-eenheden uitgedrukt in joule (J). Deze kan volgens de Eerste wet van de thermodynamica ten goede komen aan zowel de inwendige energie U van het ontvangende systeem als aan de door dat systeem verrichte arbeid W op de omgeving van dat systeem. Inwendige energie kan onderverdeeld worden in thermische energie U_th (die zit in de willekeurige bewegingen van de samenstellende moleculen) en bindingsenergie U_p (ten gevolge van de krachten die de moleculen en de samenstellende delen daarvan op elkaar uitoefenen). De absolute temperatuur T is een maat voor de gemiddelde kinetische energie per molecuul en dus voor U_th. Warmte is evenals arbeid géén toestandsfunctie van het systeem zoals inwendige energie, druk, temperatuur, energie of volume dat wel zijn. Hoe toegevoerde warmte wordt verdeeld over U_th, U_p en W (allen uitgedrukt in joule) en hoe de toestandsvariabelen volume, temperatuur en druk veranderen hangt geheel af van de aard van het ontvangende systeem en de daaraan opgelegde randvoorwaarden. Bij gassen zal de rol van U_p vaak vrijwel verwaarloosbaar zijn, bij vaste stoffen niet. Bij vaste stoffen en vloeistoffen zal bijna altijd de uitwendige arbeid W ten gevolge van volumeverandering verwaarloosbaar zijn. Naast de warmte bestaat een nauw daarmee verbonden, maar essentieel verschillend begrip: gereduceerde warmte. Dit is voor omkeerbare processen wél een toestandsfunctie, die een cruciale rol speelt in de formulering van de tweede wet van de thermodynamica. Voor isotherme processen is de gereduceerde warmte gelijk aan . Voor andere processen is het

.