ГЛАВА 9. ТЕМПЕРАТУРА И ТЕПЛОТА
§ 51. Тепловое равновесие
Про тело, у которого все свойства остаются неизменными, мы говорим: состояние тела не меняется. Напротив, при изменении какого-либо свойства тела меняется его состояние. Состояние тела можно изменить, совершая над ним работу. Однако возможно достигнуть таких же результатов и немеханическим путем. Вода нагреется как после интенсивного перемешивания, так и после поднесения к ней газовой горелки. Если внешняя среда или окружающие тела воздействуют на рассматриваемое тело или систему тел и меняют состояние этого тела или системы тел немеханическим путем, то говорят о теплообмене.
Если теплообмен между телами отсутствует, то тела находятся в тепловом равновесии, имеют одинаковую температуру. Если тела соприкасаются друг с другом, то наличие теплового равновесия обнаруживается непосредственно: состояния тел длительно остаются теми же. Теплообмен возможен и в случае далеких друг от друга тел. Обнаружить тепловое равновесие в этом случае можнс при помощи третьего тела, которое играет роль термометра. Если
термометр находится в равновесии с обоими телами, то температура этих тел одинакова. Это значит, что и при непосредственном соприкосновении они находились бы в состоянии теплового равновесия. При помощи «третьего тела», термометра, всегда можно сказать, обладают ли тела разными или одинаковыми температурами.
При помощи термометра можно не только устанавливать наличие или отсутствие теплового равновесия, но можно и судить о степени отклонения от равновесия. Чтобы термометр мог служить этой цели, нужно условиться о веществе термометра (ртуть, спирт, вода, газ) и о свойстве (признаке), по которому мы будем судить о достижении или отклонении от теплового равновесия предмета с термометром. Как и всегда в физике, важно условиться, какие приборы, в данном случае термометры, должны быть положены за основу. Далее всегда можно проградуировать любой термометр по эталонному. В качестве эталонного вещества для термометра берется газообразный водород. Признак, по которому судят о температуре, — это давление газа 
Температура тела принимается пропорциональной давлению водорода в газовом термометре при постоянстве объема, занимаемого водородом.
Рис. 74.
Выбор шкалы температур производится следующим образом. Температура тающего льда называется 0°, температура кипящей воды 100° (при давлении 760 мм ртутного столба). Измеряя давление водорода 
в этих двух точках, откладывая эти точки на графике и проводя через них прямую линию, получим шкалу температур Цельсия. Уравнение этой прямой, проведенной на рис. 74, имеет вид
Прямая линия пересекает ось t при температуре -273,1 °С. Это — абсолютный нуль. По определению понятия более низкие температуры невозможны. В физике большей частью пользуются температурой, отсчитываемой от абсолютного нуля, 
. В этом случае говорят об абсолютной температуре, или температуре в градусах Кельвина 
Градуирование рабочих термометров по эталонному водородному может производиться в ограниченном интервале температур. При высоких температурах может начаться диффузия водорода через стенки сосуда. При низких температурах водород может превратиться в жидкость. Тем не менее принятое определение температуры имеет совершенно общий смысл, как будет видно ниже (стр. 141).
