水蒸汽的熱量、做功和能量

蒸汽的能量本質(zhì)就是做功的能力。能量轉(zhuǎn)換為機械運動被稱為做功，國際單位中的功和能量單位是焦耳，定義為1NM.
一般而言，物理學(xué)上的機械功的多少可以由牛頓力學(xué)計算出來：
功=力x位移
對于蒸汽等氣體，功也可以描述為：施加的壓力和變化的體積的乘積：
功=施加的壓力x變化的容積
施加的壓力為1Pa(或1N/m2)產(chǎn)生的體積變化為1m3，那么這個工程中做了多少功？
做的功=1N/m2x1m3=1Nm(或1J)
使用國際單位的好處，如上例所示，等式中的單位可以相互抵消，最終得到需要的單位。水蒸汽工程上常用熱量的單位也用卡是卡路里的簡稱，卡是非法定計量單位，符號cal,1克純水的溫度升高1攝氏度所需的熱量為1卡，合4.1868焦。
根據(jù)焦耳的實驗觀察得到的結(jié)論是：機械能（或功）和熱能之間是一個相等的關(guān)系。他發(fā)現(xiàn)：使一定質(zhì)量的水上升同樣的溫度時需要的能量是一定的，而無論這個能量是以熱能還是功的形式。
一個系統(tǒng)的總能量包含內(nèi)能、勢能和動能。物質(zhì)的溫度直接與內(nèi)能相關(guān)，內(nèi)能與物質(zhì)內(nèi)部的分子運動、相互作用以及結(jié)合有關(guān)；外部能量與它的速度和位置有關(guān)，它是勢能與動能的總和。
在蒸汽的能量傳遞中，存在溫度差別最終會導(dǎo)致能量通過熱傳遞的方式進行轉(zhuǎn)移。瓦特是國際單位中功率的單位，它可以定義為熱量傳遞的速率1焦耳/秒。
其它的用來量化熱能的單位有英制熱量單位BTU（把1磅水溫度升高1華氏度所需要的熱量）和大卡（把1公斤水加熱1攝氏度所需要的熱量），這兩個單位轉(zhuǎn)化的因子可以從很多資料上找到。
而蒸汽的比焓表示的是蒸汽在給定的時間和條件下的總能量，它與壓力和溫度都有關(guān)系。需要指明的是：它指的是內(nèi)能和施加的壓力所做的功的總和。

雖然蒸汽熱量最基本的測量單位是焦耳（J）。由于1焦耳代表的能量非常小，對蒸汽而言太過微小和不方便計算，通常使用的是千焦（KJ）（1000焦耳），而對于蒸汽貿(mào)易計量和結(jié)算中，則會經(jīng)常使用吉焦，用符號 GJ 表示。一個吉焦也就是10億焦耳。而蒸汽的比焓就是一定質(zhì)量物體的總能量，它的單位通常是KJ/kg。