varme – fysikk, energi som går fra et sted til et annet på grunn av temperaturforskjell. Varme går bare fra et sted med høyere temperatur til et sted med lavere temperatur, og uten isolasjon vil varmen fortsette så lenge det er temperaturforskjell.
Slik energiutveksling mellom to systemer går i retning av temperaturutjevning. Når de to systemene har fått samme temperatur, stanser varmen. Den energien som er inne i et system, f.eks. i en varm ovn, kalles indre energi, og først når energi går ut av ovnen, kalles den varme. Denne begrensede bruken av ordet varme stemmer med våre daglige erfaringer; vi kan ikke vite om en ovn er varm før det går energi ut av den og inn gjennom huden vår eller inn i et termometer.
Historie
På 1600- og 1700-tallet hadde man forestillinger om et «varmestoff», kalorikum, og kjemikere arbeidet med å fastlegge dette stoffets egenskaper. Man definerte målenheten kalori, og det vi nå kaller varmekapasitet, evne til å ta til seg «varmestoff». Når en gjenstand ble holdt over ilden, steg temperaturen i den som tegn på økende innhold av «varmestoff». Mens et stoff smelter, stiger ikke temperaturen, til tross for stadig tilførsel av varme. Denne situasjonen ble beskrevet som at varmen lå latent i det smeltede stoffet. Ennå i dag blir smeltevarme og fordampingsvarme kalt latent varme.
I 1798 var Benjamin Rumford general hos kurfyrsten av Bayern. Under boring av kanonløp observerte han en kraftig økning av temperaturen i arbeidsstykkene. De ble ikke tilført noe kalorikum, men det ble gjort friksjonsarbeid på dem. Av dette sluttet Rumford at «varmestoffet» måtte være en slags bevegelse og ikke noe stoff. I 1840-årene undersøkte J. R. Mayer og J. P. Joule uavhengig av hverandre hvor mye mekanisk arbeid som skulle til for å gi samme temperaturstigning som en bestemt mengde tilført varme gav. Joules apparat er en røremekanisme i et kalorimeter. Resultatet av målingene ble kalt varmens mekaniske ekvivalent og gjør kalori overflødig som egen målenhet for varmeenergi.
Dagens varmebegrep
På grunnlag av erkjennelsen om ekvivalens mellom arbeid og varme utviklet H. v. Helmholtz, R. Clausius, J. Maxwell, L. v. Boltzmann o.a. den mekaniske varmeteorien eller termodynamikken. Ifølge denne teorien er varme en form for energioverføring. Se termokjemi.
Man kan eksperimentelt påvise at alle molekylene i et stoff er i stadig bevegelse. Bevegelsesenergien for molekylene øker ved oppvarming av stoffet eller ved at det gjøres arbeid på dem, som i Joules eksperiment, og man setter denne bevegelsesenergien proporsjonal med temperaturen. Den samlede bevegelsesenergien for molekylene er en del av stoffets indre energi. Når to systemer med forskjellig temperatur er i kontakt med hverandre, vil molekylene i det ene systemet overføre noe av sin bevegelsesenergi til molekylene i det andre systemet; det blir utført arbeid mellom molekylene. Det er dette molekylarbeidet som er varme.
En annen form for varme er stråling. Atomene og molekylene i et system sender ut elektromagnetiske bølger og mister noe av sin bevegelsesenergi. Når de elektromagnetiske bølgene treffer et annet system, vil de øke bevegelsesenergien til molekylene i dette systemet. Alt stoff stråler varme, og mellom to systemer blir det balanse i denne strålingen først når begge systemer har samme temperatur.