Качественно понятие температуры тела вводится следующими процессами теплопередачи.
1. Если тело 1 при физическом контакте с телом 2 передаёт ему внутреннюю энергию путём теплопередачи, то говорят, что тело 1 имеет более высокую температуру, чем тело 2, т. е. Т1 > Т2.
2. Если два тела долгое время находятся в физическом контакте и уже не обмениваются энергией путём теплопередачи, то говорят, что эти тела имеют одинаковые температуры: Т1 = Т2.
Температура тела Т является мерой средней кинетической энергии теплового (хаотического) движения его молекул. Из статистической теории известно, что эта средняя кинетическая энергия молекулы связана с температурой тела Т соотношением:
,
где m – масса молекулы,
υ – средняя скорость её теплового движения,
k = 1,38·10−23 Дж/К – постоянная Больцмана,
i – число степеней свободы молекулы, т. е. число независимых координат, задающих положение и ориентацию молекулы в пространстве. Для одноатомных молекул i = 3, для двухатомных – i = 5, для нелинейных трёх- и многоатомных молекул i = 6.
Многие параметры тел, такие как объём, плотность, электропроводность, зависят от температуры и могут быть использованы для её измерения. В большинстве бытовых и лабораторных термометров для измерения температуры используется зависимость V(T), где V – объём жидкости или газа. В электронных термометрах используется зависимость электрического сопротивления тела от температуры (терморезисторы).
При градуировке термометров точке кипения воды приписывают значение 100°, точке замерзания – 0°; И весь этот температурный интервал делят на 100 равных частей. Это – шкала Цельсия, применяемая в быту.
В физике применяется шкала Кельвина, или абсолютная шкала. Она строится так: один кельвин равен одному градусу Цельсия (1 К = 1°С), а температуры шкал Кельвина (ТК) и Цельсия (ТС) связаны соотношением
ТК = ТС + 273,15.
Температура Т = 0 К =−273,15°С называется абсолютным температурным нулём. Далее везде под температурой системы будем понимать именно абсолютную температуру.
Третий закон термодинамики утверждает невозможность достижения абсолютного нуля никакими способами. К абсолютному нулю можно подойти очень близко (и в настоящее время подходят – до 10−6 К), но достичь его точно – никогда. Да и само понятие «точно» в физике не имеет смысла.