熱能計算機

輸入計算

質量（kg）

比熱 c（J/kg·°C）

初始溫度（°C）

最終溫度（°C）

結果

熱能（Q）

502,320

焦耳（J）

能量（千焦 kJ）	502.32 kJ
溫度變化（ΔT）	60 °C

什麼是熱能？

熱能（又稱熱量，符號 Q）是指要改變某物質的溫度，必須加入或移除的能量多寡。它取決於三個因素：物質的數量（質量）、該物質抵抗溫度變化的程度（比熱容），以及溫度變化的幅度大小。本計算機採用通用的物理關係式 \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\)，適用於任何物質、任何地區，沒有地域限制。

如何使用本計算機

請輸入以公斤（kg）為單位的質量、以焦耳每公斤每攝氏度（J/kg·°C）為單位的比熱容，以及攝氏度（°C）表示的初始溫度與最終溫度。工具會先算出溫度變化 \(\Delta T = T_2 - T_1\)，再乘上質量與比熱，並同時以焦耳（J）和千焦（kJ）回傳能量值。結果為正值代表物質吸收能量（加熱）；結果為負值則代表物質釋放能量（冷卻）。

公式詳解

公式 $$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$ 可拆解如下：m 為質量（kg），c 為比熱容，\(\Delta T\) 為溫度變化。常見物質的比熱包括：水（4186 J/kg·°C）、鋁（897）、銅（385）與空氣（約 1005）。由於 \(c\) 是物質本身的特性，即使溫度變化相同，不同物質所需的能量也會差異甚大。

Heat Q added to a mass m raises its temperature by ΔT, scaled by specific heat c.

實際範例

假設你要把 2 公斤的水從 20°C 加熱到 80°C，溫度變化為 \(\Delta T = 80 - 20 = 60°C\)。代入公式得 $$Q = 2 \times 4186 \times 60 = 502{,}320 \text{ 焦耳}$$ 約等於 502.32 kJ。這大致相當於把一小鍋水加熱到接近沸騰所需的能量。

Thermal energy Q is the product of mass, specific heat, and temperature change.

常見問題

\(\Delta T\) 可以用克耳文（Kelvin）嗎？可以。攝氏溫度變化 1°C 等於克耳文變化 1 K，因此不論你用攝氏或克耳文的「溫差」，算出的結果都相同。

如果我的質量是以公克為單位呢？請先換算成公斤（除以 1000），或改用以「每公克」表示的比熱，確保單位前後一致。

為什麼我算出來是負值？負的 \(Q\) 代表最終溫度低於初始溫度，也就是熱量正從物質中被移除（冷卻）。