Toplinska energija
Toplinska energija ili toplina je jedna od osnovnih oblika energije koje nalazimo u prirodi kao što su potencijalna, kinetička, električna, kemijska i druge, a kojom se opisuje energija koja prelazi s toplijega tijela na hladnije. Subjektivni osjećaj topline dobiva se dodirom s tijelima kojima je temperatura viša (toplo) ili niža (hladno) od temperature ljudskoga tijela. Ako stavimo ruku u posudu s vrućom vodom i držimo je nekoliko sekundi, a zatim je stavimo u posudu s toplom vodom, učinit će nam se kao da je ta voda hladna.
Stavimo li ruku u hladnu vodu i držimo li je nekoliko sekundi, a onda je uronimo u onu toplu vodu, imat ćemo osjet kao da smo je stavili u vruću vodu. Odatle vidimo da čovječji osjet nije mjerodavan za prosuđivanje stanja temperature tijela.
Molekule u tijelima ne miruju, nego se nalaze u stalnom gibanju, čija brzina može biti veća ili manja. Toplina je, dakle, kinetička energija molekularnog gibanja. Što tijelo više zagrijano, molekule se sve brže gibaju i imaju sve veću kinetičku energiju. Zbog toga se molekule međusobno udaljavaju, pa kruto tijelo grijanjem može preći u tekuće agregatno stanje, a tekuće u plinovito.
Koliki je stupanj toga molekularnog gibanja, kazuje temperatura. Temperatura je, dakle, stupanj toplinskog stanja tijela i o njoj ovisi agregatno stanje tijela.
Količinu topline mjerimo kao i svaku energiju u džulima (J). Definira se kao rad obavljen (energija utrošena) djelovanjem sile od jednog njutna na putu duljine jednog metra. U korelaciji sa toplinskom energijom to bi bilo količina toplinske energije koja je potrebna da se 0,23892 grama vode, kod normalnog tlaka zraka od 1 atmosfere, zagrije od 14,5 °C na 15,5 °C.
Za zagrijavanje 1 kilograma željeza trebat će manje vremena nego za zagrijavanje 1 kilograma opeke. Znači da za različite tvari treba različita količina topline da bi se 1 kilogram te tvari ugrijao za 1 °C. Količina topline u J ikoja je potrebna da se 1 kg neke tvari ugrije za 1 °C zove se specifična toplina ili specifični toplinski kapacitet, a označuje se malim slovom.