熱

攝氏溫標（Celsiust）
國立彰化高級中學賴文哲教師//國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

攝氏溫標（符號為°C）是目前世界各國政府普遍使用的溫標，在生活中或科學界亦廣泛被採用，其制定的方式是在標準大氣壓下，固態水（冰）的熔點為0度，水的沸 點為100度，並採用水銀溫度計作為內插儀器﹐假定溫度和水銀柱的高度成正比，即把水沸點與冰點之間的水銀柱高度差等分為100格，每等份為1°C。

在 1742年，瑞典天文學家安德斯•攝西斯（Anders Celsius，1701-1744）將一大氣壓下的水的沸點定為0°C，冰點訂為100°C，兩者間均分成100個刻度，和現行的攝氏溫標剛好相反。 1744年再由瑞典植物學家卡爾•林奈（Carolus Linnaeus）修改成水的沸點訂為100°C，冰點訂為0°C，並受到當時著名的科學儀器製造商與科學研究單位採用，漸漸愈來愈普遍。

熱輻射（Thermal Radiation）與熱的交換
國立彰化高級中學姜志忠教師//國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

熱輻射在熱力學中是個重要的概念，因為高溫物體將輻射出較多的熱，物體間部分的熱交換便可以透過熱輻射進行（其他形式為傳導與對流）。

物體進行熱交換的互動情形，可以下列式子描繪其特性
α+ρ+τ=1
α、ρ、τ分別表示影響熱交換過程中，與光譜有關的吸收因子、反射因子與穿透因子，且相關因子都與光的波長有關。表示物體吸收外來的熱量後，最終吸收的熱量受到反射與穿透能量多寡的影響。在熱平衡狀態下，吸收率等於放射率，當物體放射率（吸收率）為1時，稱之為黑體。

熱輻射（Thermal Radiation）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

「熱輻射」，指的是「因為物體的溫度，導致物體表面產生電磁輻射」，從家庭用品（電子加熱器具，如電暖爐）散發出的紅外線輻射，即是熱輻射的一種 。當原子內的帶電粒子運動時，將產生熱，當熱能轉成電磁輻射時，即稱為熱輻射，而熱輻射的頻率取決於該物體的溫度（黑體輻射的基本特性）；針對黑體，熱輻 射的頻率則依照普朗克輻射定律，維恩位移定律則決定所有輻射中具有最大能量的波長，史蒂芬波茲曼決定物體每秒輻射的能量密度。

熱電偶（Thermocouple）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

1821年，物理學家托馬斯約翰塞貝克（Thomas Johann Seebeck）發現，當任何導體（如金屬），受到溫度梯度會產生一個電壓。這就是現在被稱為熱電效應或Seebeck效應。

熱電效應中電壓的大小取決於金屬的種類與溫度梯度大小。採用兩種不同金屬線製作成一接合點，測量另兩端點電壓，此時兩金屬線均產生一電壓，且互相抵消。但由 於金屬種類不同，因此存在一個很小的電壓差值可以被測量，這個差值隨接合點溫度的升高而增大，通常每度（攝氏）產生1至70微伏特，這種耦合的兩個金屬即稱為熱電偶。

熱電偶是一種被廣泛應用的溫度感測器，將其產生的電壓測量後換算成相對應的溫度，即成為ㄧ種溫度計。由於它的價格低廉、感溫迅速、有標準介面，而且具有很大的溫度測量範圍，目前已被廣泛使用。

熱傳導（Conduction）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

「熱傳導」，是透過物質間的直接接觸（但沒有物質的交換），將熱由高溫區域流向低溫區域的一種熱傳遞的方式。在液體中，熱傳導是原子的彈性碰撞進行擴散；在固體中，則是因為自由電子的擴散傳遞熱量，若在絕熱物體中，聲子的振動則是熱傳導的原因。

能量的轉移最可能的原因是「碰撞」，包括流體中產生的彈性碰撞、金屬內最主要是因為自由電子擴散與絕熱物質中聲子震盪所產生的碰撞。換句話說，當相鄰原子間 因為振動所產生的能量傳遞，或者電子由一個原子移動至另一個原子時，熱的傳導就發生了。因為固體內的原子持續不斷的接觸，因此，熱傳導是固體最主要的熱傳遞方式。而在液與氣體中，分子的距離較遠，分子較少藉由碰撞傳遞熱能。

熱的傳遞與隔熱（Heat Insulation）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

熱輻射主要是由電磁光譜中紅外線組成，與所有的電磁波一樣，熱輻射不需要透過介質傳遞，一個物體輻射出的總能量正比於表面積與放射率，所有在絕對零度以上的物體都會產生熱輻射。

熱的傳遞 （Heat Transfer）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在熱物理學中所謂的「熱傳遞」，指的是「熱能由一個高溫物體傳遞到低溫物體」。當物體（固體或流體）與周圍環境溫度不同時，藉由熱傳遞或熱交換的過程，與周 圍環境達成熱平衡。熱傳遞總是由高溫物體傳遞到低溫物體，這是熱力學第二定律的結果。當兩物體的溫差越小，之間的熱傳遞依然持續進行，只是傳遞速率減緩。 而熱的傳遞可能改變物體的內能。所謂的「內能」，指的是分子或電子在進行結合並形成物質時，物質內部粒子間的振動或轉動能量。

熱沈（Heat Sink）的效能與組成
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

熱沈的效能（無論使用自然對流、強迫對流、液體冷卻或多種方法的組合）受到材質、幾何外型、整體表面積熱傳導係數的影響。一般而言，若是利用強迫對流的熱沈，可藉由增加熱沈材質的熱傳導係數、加大表面積（例如增加散熱鰭片的數量）或加速氣體流動（增加風扇數量）等方法提升其效能。

若將熱沈使用在電子上，會讓「熱沈」的金屬部分接觸溫度較高的部分（多數的情況下，兩者之間會有一層熱介面物質TIM以加速熱的傳遞），電腦的微處理器CPU就需要透過「熱沈」加速散熱（主要透過傳導與對流，輻射所佔比重不高）來降低溫度。