toplota (simbol Q), fizikalna količina z dimenzijo energije, ki pri toplotnem stiku dveh teles prehaja iz toplejšega proti hladnejšemu telesu in spreminja notranjo energijo obeh teles. Procese, pri katerih prehaja, se sprošča ali porablja toplota, obravnava termodinamika (nauk o toploti). Misel, da je toplota nekakšna oblika energije, izvira od J. R. von Mayerja (1842). Pred njim so toploto razumeli kot vrsto snovi, ki pri sežigu »ubeži« iz goriva (flogistonska teorija). Notranja energija plina je vsota gibalnih in vrtilnih energij molekul ali atomov plina, ki se premikajo brez odlikovane (privilegirane) smeri (Brownovo gibanje). Podobno velja za kapljevine. V trdni snovi je notranja energija posledica nihanja gradnikov snovi okrog njihove mirovne lege. S povečevanjem notranje energije se povečuje tudi temperatura snovi. Enota za toploto (enaka je enoti za delo ali energijo) je joule (oznaka J). Stara enota je bila kalorija (oznaka cal); zakon o merskih enotah jo prepoveduje. Kalorijo so opredelili kot toploto, ki segreje 1 kg čiste vode za 1 °C. Z njo so pogosto merili toploto, ki se sprosti pri sežigu goriva, porabi za segretje snovi ali faznih prehodih. Za preračunavanje v druge energijske enote so uporabljali toplotni ekvivalent; prvi ga je izračunal in uvedel Mayer. Z njim so potrdili zakon o ohranitvi energije. S poskusi so ugotovili, da 1 cal ustreza 4,186 Nm (0,427 mkp) mehanskega dela (mehanski ustreznik toplote) ali 4,186 wattsekunde električnega dela (električna ustreznica toplote). Določanje mehanskega ustreznika toplote po metodi J. P. Joula temelji na pretvorbi potencialne energije dveh uteži, ki se prek mešala spremeni v notranjo energijo. Meritve pokažejo, da mora za to, da bi se 1 kg vode segrel za 1 °C, mešalo opraviti delo 4186 joula. Toplota prehaja brez dovajanja dela s toplejšega dela snovi ali telesa proti hladnejšemu delu snovi ali telesu. Telo z višjo temperaturo toplote oddaja in se pri tem ohlaja, telo z nižjo temperaturo pa toploto prejema in se zato segreva. Proces teče, dokler se temperatura v vseh delih obeh teles ne izenači. Toplota prehaja na tri načine: s prevajanjem toplote, konvekcijo in toplotnim sevanjem. Dober toplotno izoliran sistem je Dewarjeva posoda. Pri skoraj vseh fizikalnih in kemičnih procesih se sprošča toplota (npr. zaradi trenja). Po drugem zakonu termodinamike se ne more več popolnoma spremeniti nazaj v druge oblike energije. Izjemen pojav je npr. superprevodnost; nosilci električnega toka se gibljejo brez trenja, pri tem pa tudi ni izgub toplote. Vsak sistem, prepuščen sebi, teži k stanju, v katerem se razlike med temperaturo zmanjšujejo in končno izenačijo – če bi se takšno stanje uresničilo, bi prišlo do toplotne smrti (toplotna smrt vesolja). Specifična toplota snovi je toplota, ki jo mora prejeti snov z maso 1 kg, da se segreje za 1 °C. Toplotna kapaciteta telesa je produkt specifične toplote snovi, iz katere je narejeno telo, in njegove mase. Dovajanje toplote povzroči spremembo temperature snovi ali agregatnega stanja te. Ob tem se spremenijo številne lastnosti snovi (latentna toplota, talilna toplota, topilna toplota).
Dostopnost