熱
Δ U + W b o u n d a r y = Q − W o t h e r {\displaystyle \Delta U+W_{\mathrm {boundary} }=Q-W_{\mathrm {other} }\ }
Δ U + W b o u n d a r y {\displaystyle \Delta U+W_{\mathrm {boundary} }} はエンタルピー H {\displaystyle H} であり、熱力学ポテンシャルの1つである。エンタルピー H {\displaystyle H} と内部エネルギー U {\displaystyle U} は共に状態関数である。熱機関のような循環過程では、1サイクルが完了すると状態関数が初期値に戻る。一方 Q {\displaystyle Q} も W {\displaystyle W} も系の属性でないとき、循環のステップ上で総和が0になるとは限らない。熱の無限小の表現 δ Q {\displaystyle \delta Q} は、仕事に関する過程の不完全微分を形成する。しかし、体積が変化しない過程などでは δ Q {\displaystyle \delta Q} が完全微分を形成する。同様に(熱の移動がない)断熱過程では、仕事の式は完全微分を形成するが、熱の移動を伴う過程では不完全微分となる。
ある物体(系)の温度変化とそれに要するエネルギーの比を熱容量と呼ぶ。また、単位質量、単位物質量、または単位体積あたりの熱容量を比熱容量と呼ぶ。
低温の物体から高温の物体へと自発的に熱が移動することはない(熱力学第二法則と密接な関係がある事項である)。熱が移動した際に外部に熱が流出しなかったならば、高温の物体が放出した熱量と、低温の物体が接触した物体から得た熱量は等しい。また、同じ温度ならばみかけ上熱の移動はなく、この状態を熱平衡状態という。
熱力学第一法則によれば、孤立系のエネルギーは保存される。従って系の持つエネルギーを変化させるにはその系から外界に、あるいは外界からその系にエネルギーを伝達しなければならない。ある系にエネルギーを伝達する方法は、熱と仕事しかない。ある物体に仕事を行うということは定義上、その系にエネルギーを伝達することに他ならず、それによってその物体の外部パラメータ(例えば、体積、磁化、重力場における重心の位置など)が変化する。熱はそれら以外の手段による物体へのエネルギー伝達である。
熱平衡に近い複数の物体の場合、温度という概念が定義できるなら、熱伝達は物体間の温度差に関連する。それは複数の物体が相互に熱平衡状態に近づく不可逆過程である。
熱量計は物質の化学反応や状態変化に伴う熱容量の測定に用いられる。温度計と断熱容器で構成される。外部から熱が入ったり出て行かないように断熱容器になっている。