Температура — величина, характеризующая степень нагретости тела.

Тепловые явления — явления, важной характеристикой которых является температура. 

Например, нагревание и охлаждение, замерзание и плавление, испарение и конденсация.

 Если привести в соприкосновение тела с разной температурой, то через некоторое время их температуры выровняются: тело с большей температурой передаст часть тепла телу с меньшей температурой. Говорят, что тела придут к состоянию теплового равновесия.

Измерение температуры

Для измерения температуры используют термометр. Его приводят в соприкосновение с веществом, температуру которого хотят измерить. Через некоторое время термометр и вещество придут в состояние теплового равновесия. Тепеь термометр показывает общую температуру.

Рабочим телом термометра часто является жидкость — ртуть или подкрашенный спирт. При нагревании она расширяется и увеличивается длина столбика термометра. При охлаждении длина столбика уменьшается. Принцип действия термометра основан на расширении тел при нагревании.

Шкала температуры

Чтобы количественно определить температуру, нужны единицы измерения. Шкал для измерения температуры придумано несколько. Наиболее привычная нам шкала измеряет температуру в градусах Цельсия. 

 Андерс Цельсий в 1742 году предложил шкалу, основанную на двух точках:

1) 0 градусов — температура плавления воды;
2) 100 градусов — температура кипения воды.

Столбик между двумя этими точками разделили на 100 частей. Каждая часть соответствует изменению температуры на 1º Цельсия.

Что характеризует температура?

Вспомним броуновское движение — движение макроскопических частиц под действием ударов молекул. При повышении температуры броуновские частицы двигаются быстрее, это можно увидеть в микроскоп. Значит, быстрее двигаются молекулы, которые их толкают. 

При увеличении температуры увеличивается скорость теплового движения частиц, составляющих вещество.

 Именно поэтому движение молекул называют тепловым.

Симуляция броуновского движения

Отличие теплового движения от механического состоит в том, что в механическом движении участвует одно тело, и в любой момент времени можно определить его скорость. В тепловом движении участвует огромное число частиц, скорости которых различаются. Поэтому определить можно только их среднюю скорость, мерой которой и является температура.

  

 При нагревании тела увеличивается скорость теплового движения его молекул, а значит, и их кинетическая энергия. То тепло, которое затрачивается на нагревание тела, превращается в эту кинетическую энергию — не всего тела целиком, а отдельных молекул этого тела.

Таким образом, температура характеризует среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул.

 Абсолютная температура

Шкала Цельсия, как и другие шкалы температур, является относительной, поскольку построена относительно характерных точек температур для воды. Для построения абсолютной шкалы температур нужно определить какое-то явление, которое не зависит от конкретного вещества.

Что если понижать температуру до тех пор, пока тепловое движение частиц вещества совсем не прекратится? Такую температуру назвали абсолютным нулём — температурой прекращения теплового движения.

На основе абсолютного нуля построена абсолютная шкала температур — шкала Кельвина. Градусы на ней такие же по величине, как по шкале Цельсия, но отрицательных температур по абсолютной шкале быть не может.

Ноль градусов по Кельвину соответствует примерно -273ºC.

Шкала названа по имени и британского физика Томсона Уильяма Кельвина (1824— 1907).

 1 К = 1°С

Чтобы перевести температуру в градусах Цельсия в абсолютную температуру в Кельвинах, нужно прибавить 273:

T = t + 273