熱量以卡為單位時與功的單位之間的數量關係，相當於單位熱量的功的數量，叫做熱功當量。英國物理學焦耳首先用實驗確定了這種關係，將這種關係表示為
1卡（熱化學卡）=4.1840焦耳
即1千卡熱量同427千克米的功相當，即熱功當量J=427千克米/千卡=4.1840焦耳/卡。在國際單位制中規定熱量、功統一用焦耳作單位，熱功當量已失去意義。
從下述兩點說明功和熱是相當量，而不是相等。其一是在系統的內能發生同樣的變化中，既可以通過做功來完成，也可以通過傳遞熱量來完成。兩者之間只是在作用於系統這一效果上是等效的，決不能等同起來；其二是功和熱之間的轉換隻有通過系統內能的變化才能完成。脫離系統去談功和熱之間的直接轉換是不恰當的。儘管在巨觀上可能反映出系統的內能沒有發生變化，也不能得出熱可以變功或功可以變熱這樣簡單的結論。如果在轉換過程中，外界供給系統熱量，使系統全部用來對外做功，實際是外界供給系統熱量，使系統的內能增加，同時系統對做作功，消耗了從外界獲得的能量。
簡介
焦耳作了一個《熱功當量》的總結報告。全面整理了他幾年來用葉輪攪拌和鑄鐵摩擦等方法測定熱功當量的實驗,給出了用水,汞做實驗的結果。他用水得出的結果是772磅.英尺/英熱單位,這相當於40154焦耳,與現代公認結果十分相近。在這以後直到...
熱功當量的意義
在沒有認識熱的本質以前，熱量、功、能量的關係並不清楚，所以它們用不同的單位來表示。熱量的單位用卡路里，簡稱卡。18世紀末，人們認識了熱與運動有關。這為後來焦耳研究熱與功的關係開闢了道路。焦耳認為熱量和功應當有一定的當量關係，即熱量的單位卡和功的單位焦耳間有一定的數量關係。他從1840年開始，到1878年近40年的時間內，利用電熱量熱法和機械量熱法進行了大量的實驗，最終找出了熱和功之間的當量關係。如果用W表示電功或機械功，用Q表示這一切所對應的熱量，則功和熱量之間的關係可寫成W＝JQ，J即為熱功當量。在1843年，焦耳用電熱法測得的J值大約為4．568焦／卡；用機械方法測得的J值大約為4．165焦／卡。以後焦耳又分別在1845年、1847年、1850年公布了他進一步測定的結果，最後在1878年公布的結果為J＝4．157焦／卡。以後隨著科學儀器的進一步發展，其他科學家又做了大量的驗證。目前公認的熱功當量值為：在物理學中J＝4．1868焦／卡（其中的“卡”叫國際蒸汽表卡）；在化學中J＝4．1840焦／米（其中的“卡”叫熱化學卡）。
現在國際單位已統一規定功、熱量、能量的單位都用焦耳，熱功當量就不存在了。但是，熱功當量的實驗及其具體數據在物理學發展史上所起的作用是永遠存在的。焦耳的實驗為能量轉化與守恆定律奠定了基礎。
作者簡介
焦耳
1818年12月24日焦耳出生在英國曼徹斯特市郊的一個富有的釀酒廠老闆的家中。從小跟父母
參加釀酒勞動，沒有上過正規學校。16歲時，曾與其兄一起到著名化學家道爾頓家裡學習，受到了熱情的幫助和鼓勵，激發了他對科學的濃厚興趣
19世紀30年代末角而在《論幅大電流所產生的熱》和《電的金屬導體產生的熱和電解使電池組所放出的熱》這兩篇論文中發表了實驗結果。他得出“在一定時間內伏大電流通過金屬導體產生的熱與電流強度的平方和導體電阻乘積成正比”，這就是著名的焦耳定律。
接著焦耳進一步想到磁電機產生的感應電流和伏打電流一樣產生熱效應。於是他又做這方面的實驗。並於1883年在《磁電的熱效應和熱的機械值》一文中敘述了他的實驗和結果。他的實驗是使一個小線圈在一個電磁體的兩極間轉動，通過小線圈的電流由一個電流擊、計測量。小線圈放在一個量熱器內的水中，從水溫的升高可以測出小線圈放出的熱量，試驗給出了相同的結果；“磁電機的線圈所產生的熱量（在其它條件相同時）正比於電流的平方”。他還用這一裝置進行了機械功和熱量的關係的實驗，為此他用重物下降來帶動線圈轉動，機械工就用重物的重量和下降的距離求得。他得出的平均結果是；“使一磅水溫度升高華氏一度的熱量，等於（並可轉化為）把838磅重物舉高一英尺的機械功”。用現在的單位表示，這一數值約等於4.51焦耳，。
