2.2.1 Тепловое равновесие и температура

В быту температура является неоднозначной величиной. Её мы определяем только с точки зрения  "холодно-тепло". Более того, тактильные ощущения могут отличаться в зависимости от типа материала. Например, в одной и той же комнате при одинаковых условиях металл будет казаться холоднее, чем дерево.

Если опустить одну руку в холодную воду, а вторую в теплую, будет сразу понятно, где какая температура. Однако, что будет, если после этого обе руки опустить в теплую воду? Для той руки, которая находилась в холодной воде, теплая будет казаться намного горячей.

Температуру в термодинамике можно трактовать с точки зрения теплового равновесия. Измерять её необходимо не по средствам собственных ощущений, а с помощью средств измерительной технике.

Теперь давайте представим ситуацию - положим в холодную воду раскаленную металлическую деталь. При этом вода начнет нагреваться, а деталь остывать. В зависимости от начальной температуры воды и детали, а так же их масс, можно даже наблюдать процесс закипания жидкости.

Несмотря на начальные условия, в конечном итоге охлаждение и нагревание прекратятся и оба тела станут одинаковой температуры. Это значит, что оба тела будут находиться в тепловом равновесии.  То есть можно сделать вывод, что 

При этом, 

Для достижения теплового равновесия горячее тело передает тепло холодному до тех пор, пока они оба не станут одинаковой температуры.

Для измерения температуры используют термометры. Рабочим веществом в термометре может быть жидкость или газ, а также термопара. Для определения температуры пользуются зависимость расширения рабочего вещества в зависимости от его нагревания. Как мы уже знаем, во время нагревания практически все вещества расширяются. Поэтому в основе термометра лежит жидкость (ртуть, спирт), которая во время повышения температуры изменяет свой объем. Таким образом, жидкость передвигается по проградуированной шкале и указывает температуру рассматриваемой системы.

Чтобы получить наиболее точное значение температуры, необходимо подождать, пока термометр не будет в тепловом равновесии с рассматриваемой системой. Именно поэтому при измерении температуры тела следует держать термометр 5 минут. За это время он становится такой же температуры, как и Ваше тело.