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热能是能量的一种基本形式，所有其它形式的能量都可以完全转换为热能，而且绝大多数的一次能源都是首先经过热能形式而被利用的，因此热能在能量利用中有重要意义。
一．热能的获取
热能可以通过各种其它形式能量的转换而获得，如通过摩擦和搅拌可以将机械能转换成热能；通过电阻可以使电能转换成热能；通过燃料燃烧可以使化学能转换为热能。在能源利用中热能主要是来自以下几方面：
1．燃料燃烧
燃料燃烧是获取热能的最主要的方式。燃烧反应是一个氧化反应。燃料中的可燃元素碳、氢、硫和空气中的氧激剧化合时就会发出显著的光和热。同氢和硫相比，碳的氧化较为缓慢和困难，因此在任何燃烧过程中氢和硫都是在碳之前完全燃烧，其中氢燃烧最为激烈。
单位重量(对固体、液体燃料)或体积(气体燃料)在完全燃烧，且燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为燃料的发热量(发热值或热值)，单位为kj/kg或kj/m3。应用上又将发热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量是指燃料完全燃烧，且包括燃烧产物中的水蒸气全部凝结成水时所放出的热量；低位发热量是燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时所放出的热量。显然，低位发热量在数值上等于高位发热量减去水的汽化潜热。由于燃烧设备，如锅炉中燃料燃烧时，燃料中原有的水分及氢燃烧后生成的水均呈蒸汽状态随烟气排出，因此低位发热量接近实际可利用的燃料发热量，所以在热力计算中均以低位发热量作为计算依据。表2—2为各种不同燃料的低位发热量的概略值。
通过燃料燃烧将化学能转换为热能的装置就称之为燃烧设备。锅炉就是典型的燃烧设备，它是通过化石燃料的燃烧将燃料的化学能转换为高温烟气的热能，并用热能加热水使之变为蒸汽，再利用蒸汽推动汽轮机做功，带动发电机发电。由锅炉获得的热水或蒸汽也可供采暖或其它热用户使用。
火山爆发时的情景
2．核能转换
获得热能的另一个重要途径是将核能转换为热能。核裂变和核聚变都能产生巨大的热量。反应堆就是将核裂变能转换成热能的装置，它是核电站的核心，它的作用相当于火力发电厂中的锅炉。有关核能转换成热能的知识见本书第四章第一节。
3．太阳能转换
物体吸收太阳辐射后就会发热。可以通过各种集热器将太阳能转换成热能。
4．地热
地球就是一个庞大的热库，它能以热水或蒸汽的形式提供热能。
5．电能转换
通过电阻可以将电能转换成热能。转换的热量Q可用下式计算：
 [W]
式中：
I——通过电阻的电流，A；
E——电阻两端的电位差，V；
R——电阻值。Ω
从能量利用的角度讲，通过电阻将电能直接转换成热能是不经济的，因为根据能量贬值原理，电能是从其它一次能源转换而得到的，在转换过程中能量已经贬值过一次了，即任何形式的能量转换成电能时其效率都不可能是百分之百；因此即使电能能100％地转换成热能，在使用上也是不合算的。
值得注意的是，除了特殊场合需要通过电阻由电能获得热能(如电炉)外，绝大多数电路中由于电阻所产生的热能都是一种不希望有的热损耗，是人们希望尽量避免的。它不但消耗了有用的电能，使电能的利用率降低，而且在大多数情况下人们还不得不采取冷却措施将这部分热量带走，以免由于散热不良而造成电路故障。这就是为什么对复杂的电子设备，如计算机、电子仪等要采取冷却的原因。
二．有关燃烧的知识
燃烧过程是一个很复杂的化学物理过程，燃烧的生成物灰渣和烟气称之为燃烧产物。
1．燃料燃烧的必要条件
要燃烧，必须同时具备以下三个条件：
(1)必须有能燃烧的可燃物（燃料）
(2)必须有使可燃物着火的能量（或称热源），即使的温度达到着火温度以上；
(3)必须供给足够的氧气或空气（因为空气中也含有助燃的氧气）。
2．维持燃烧的条件
缺少上面任何一个条件，燃烧就无法进行此外，为了维持燃烧过程，还必须保证：
(1)必须把温度水平维持在燃料的着火温度以上；
(2)必须把适当的空气量以正确的方法供应给燃料，使燃料能充分地与空气接触；
(3)必须及时而妥善地排走燃烧产物；
(4)必须提供燃烧所必须的足够空间(燃烧室)和时间。
根据燃烧状况的好坏，可把燃烧分为完全燃烧和不完全燃烧。完全燃烧是指燃料中的可燃成分能全部燃尽。由于燃烧时空气量及供应方法都很合适，完全燃烧时几乎不冒黑烟，燃烧产物中不含任何可燃物质，燃烧产生的热量也最多。空气供应量不足或供给方式不合适，或者燃烧温度降低，燃烧就会冒大量黑烟，这就是所谓不完全燃烧。此时燃烧产物中会含有一些可燃物质，如游离碳、炭黑、一氧化碳、甲烷、氢等，不完全燃烧时产生的。
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