Часть внутренней энергии тела, связанная с хаотическим движением молекул, носит название «тепловой энергии». Наука, изучающая свойства тепловой энергии и законы ее превращения в механическую работу, называется технической термодинамикой.
Переход энергии от одного тела к другому (передача энергии) может осуществляться только в двух формах: работы и переноса тепла.
Качественное различие понятий «теплота» и работа состоит в том, что под количеством тепла понимают энергию, переданную при микрофизических процессах, связанных с изменением «внутренней энергии» тел, тогда как под количеством работы понимают энергию, переданную при макрофизических процессах, связанных с изменением внешней энергии тел.
Газ может передать часть своей тепловой энергии двумя способами. В первом случае при переносе тепла будет повышена внутренняя энергия соседних тел. Объем газа останется неизменным. При втором способе за счет увеличения объема (расширения) газа совершится механическая работа. И наоборот, чтобы увеличить внутреннюю энергию газа, его надо либо нагреть (сообщив тепло), либо сжать (совершив работу). Во многих случаях передача энергии происходит одновременно в обоих формах : и с переносом тепла и при совершении работы.
Преобразование тепловой энергии в механическую работу осуществляется в «тепловых двигателях»: паровых машинах и турбинах, ДВС, газовых турбинах и др.
Работа и теплота являются не видами энергии, а процессами передачи их от дела к телу. Вместе с тем они – меры энергии, если говорить о количестве работы, количестве теплоты. Значит, энергию, работу и теплоту можно измерять одинаковыми единицами.
В связи с тем что измерять количество теплоты практически стали раньше, чем была установлена эквивалентность теплоты и работы, для измерения количества теплоты была введена единица «калория» (кал) – количество теплоты, необходимое для нагревания 1г чистой воды от 19,5 до 20,5 °C при нормальном давлении. Более крупная единица – «килокалория» (ккал) :1ккал = 1000кал.
Для измерения количества механической работы был принят килограммометр (кгс• м) – работа, совершаемая силой в 1кгс на пути в 1 м.
