Измерение температуры. 
Абсолютный нуль температуры

С возрастанием энергии хаотического движения молекул возрастает и температура. Поскольку изменение энергии теплового движения молекул всегда приводит к изменению целого ряда других физических характеристик системы, то по численным значениям этих характеристик можно судить о температуре и устанавливать соответствующие шкалы.

При любом методе определения температуры на температурной шкале можно отметить некоторую точку, имеющую абсолютное значение. Эта точка отвечает температуре, при которой отсутствует хаотическое (тепловое) движение молекул, и носит название абсолютного нуля температуры. В случае идеального газа значению абсолютного нуля отвечает отсутствие кинетической энергии поступательного движения молекул () и отсутствие давления ().

Не следует думать, что при абсолютном нуле температуры прекращается всякое движение частиц вещества. Даже если все молекулы газа остановятся, то внутри них будут двигаться электроны по определенным орбитам вокруг ядер, определенным образом будут участвовать в движении протоны и нейтроны внутри ядер. Например, средняя кинетическая энергия свободных электронов в металле при абсолютном нуле в сотни раз превышает среднюю кинетическую энергию молекул газа при комнатной температуре.

Абсолютный нуль температуры означает не отсутствие движения, но такое состояние тела, при котором дальнейшее уменьшение интенсивности этого движения за счет отдачи его энергии окружающим телам невозможно.

Следовательно, при абсолютном нуле система находится в состоянии с наименьшей возможной энергией.

Триста лет назад флорентийские академики открыли, что в смеси воды и льда температура постоянна. Спустя 50 лет стеклодув Фаренгейт установил, что температура кипения воды остается постоянной, если давление не меняется. Эти две постоянные температурные точки дали возможность прокалибровать термоскоп, что и превратило его в термометр.

Первое время, чтобы измерять высоту столбика жидкости, расширяющейся при нагревании, делили расстояние между двумя точками — от точки плавления льда до точки кипения воды — на произвольное число частей. В 1742 г. Цельсий предложил делить расстояние между этими точками ровно на 100 частей. Он обозначил температуру плавления льда как сто градусов, а температуру кипения воды как нуль градусов. Вскоре эти значения поменяли местами и этой шкалой пользуются до сих пор.

Температуры по шкале Цельсия и по шкале Кельвина связаны соотношением:

;, 15. (2.10).

Температурная шкала Фаренгейта, появившаяся в 1715 г, применялась в США. За нуль градусов своей шкалы Фаренгейт принял температуру смеси льда с нашатырем (хлористым аммонием), полагая, что это самая низкая температура на Земле. За вторую точку шкалы Фаренгейт принял температуру тела здорового человека, приписав ей значение 96 ⁰F. Перевести температуру из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия можно по формуле.

.

• 0 ⁰C = 32 ⁰F;
• 100 ⁰C = 212 ⁰F.