Различные металлы содержат разное число свободных электронов на единицу объема. Представим, что в металле А это число равно n₁ м^-3, а в металле В -  n₂ м^-3. Когда А и В приведены в соприкосновение так, чтобы электроны могли свободно двигаться от одного к другому (см. рис.), то происходит перераспределение электронов между металлами до тех пор, пока их число на единицу объема в металлах А и В не будет одинаковым, скажем, n.

Биметаллическая пластина, закрученная в виде спирали, может быть использована в качестве термометра. Когда температура повышается, то изгиб  спирали тоже увеличивается, заставляя вращаться шкив, к которому присоединен ее подвижный конец, и таким образом двигая стрелку по шкале. Этот вид термометра может быть прочным и очень компактным (примерно как карманные часы по размерам) и использоваться для фиксации температуры в холодильниках, духовках и пр.

В предыдущих публикациях на нашем сайте globalphysics.ru мы уже рассмотрели приборы, применяемые для измерения температуры - термометры. А также основные шкалы температуры: по Цельсию и Кельвину. Сегодня мы поговорим о разновидностях этих приборов.

Максимальный термометр отмечает наивысшую температуру окружающей среды, которую она достигает за данный период времени, а минимальный термометр фиксирует наиболее низкую температуру, которая достигается за время измерений.

Для того чтобы температурные показания имели одинаковое значение, где бы они ни снимались, необходимо иметь определенную шкалу температуры. Шкала должна определяться двумя фиксированными точками отсчета, которые легко получаются и воспроизводятся. Нижняя фиксированная точка - это температура таяния чистого льда при давлении в одну стандартную атмосферу.

Верхняя фиксированная точка - это температура сухого пара кипящей воды при давлении в одну стандартную атмосферу. Необходимо фиксировать давление, поскольку и точка замерзания, и точка кипения воды меняются с давлением.

О различии между тепловой энергией и температурой было упомянуто ранее. Аналогом, поясняющим это различие, является водоем. Нас обычно не интересует общий объем воды в водоеме, но зато для нас важен уровень воды в нем. Если х м³ воды добавлено в водоем, то повышение уровня Δh имеет значение, как и понижение уровня, когда вода забирается из колодца. Точно так же общее количество тепловой (внутренней) энергии в теле обычно не представляет интереса. Однако важно знать изменение температуры, если Q джоулей тепловой энергии поглощено или выделено телом.

   Вы уже знаете, что температура — это мера уровня тепловой энергии. Из гидростатики известно, что вода всегда течет с более высокого уровня к более низкому вне зависимости от объема воды на каждом из них. Это же справедливо и для тепловой энергии. Тепловая энергия всегда переходит от более высокого уровня к более низкому, т. е. от высокой температуры к низкой температуре, вне зависимости от количества тепловой энергии на каждом уровне. Когда раскаленная искра падает в сосуд с водой, то тепловая энергия перетекает от искры к воде, хотя вода содержит гораздо больше внутренней энергии, чем искра. Поток тепловой энергии продолжает течь до тех пор, пока не уравняются две температуры.

Изменение давления мало влияет на объем твердых тел и жидкостей, или же заметно не влияет вообще. Увеличение температуры, однако, приводит к расширению большинства твердых тел и жидкостей. Если объем вещества увеличивается, то плотность этого вещества уменьшается, посколь­ку его масса остается неизменной. Расширение твердых тел обычно очень мало, и им, как правило, пренебре­гают. Вместе с тем расширение жид­костей с увеличением температуры бо­лее заметно, и изменение плотности может быть обнаружено. Фактически конвекционные движения в жидкостях  и  газах  являются  прямым следствием изменений плотности при изменении температуры.