§ 4. Температура

Температура показывает, насколько нагрето тело, но её нельзя надёжно определить только прикосновением. Ощущение зависит от состояния кожи и скорости передачи энергии. Например, металлический и деревянный предметы в одной комнате могут казаться разными по температуре. Для объективного сравнения нужен термометр. Перед измерением он должен некоторое время находиться в контакте с исследуемой средой, чтобы их температуры успели сравняться.

Тепловым равновесием называют состояние, при котором соприкасающиеся тела имеют одинаковую температуру и направленный теплообмен между ними прекращается. Термометр непосредственно показывает собственную температуру. Температурой исследуемого тела его показание становится после установления теплового равновесия. Работа жидкостного термометра основана на изменении объёма жидкости при нагревании и охлаждении. Для правильного результата необходимо учитывать пределы измерений, цену деления и условия применения прибора.

В шкале Цельсия за опорные температуры принимают таяние льда и кипение воды при нормальном атмосферном давлении. Им соответствуют ноль и сто градусов. Промежуток делят на сто равных частей. В физике применяют также абсолютную шкалу Кельвина. Её начало связано с абсолютным нулём, равным примерно минус 273 градусам Цельсия. Изменение температуры на один кельвин равно изменению на один градус Цельсия.

С точки зрения МКТ температура связана со средней кинетической энергией теплового движения частиц. Чем выше температура, тем больше эта средняя энергия. Речь идёт о множестве частиц, движущихся с разными скоростями, а не о температуре одной молекулы. Для воды важно особое свойство: наибольшую плотность она имеет примерно при четырёх градусах Цельсия. Это помогает объяснить распределение температуры в глубоких водоёмах зимой.