Đo nhiệt độ bằng cách nào?
Đương nhiên là bằng nhiệt kế. Trừ trường hợp các dụng cụ đo này có thể có những dạng hình khác nhau... Có hai loại thang độ có thể mang số đo nhiệt, mỗi loại mang tên của người phát minh ra chúng. Một loại của Celsius, có từ năm 1742, là bách phân, nghĩa là gồm 100 độ chia giữa hai điểm cố định (O cho nhiệt độ của băng tan và 100 cho nhiệt độ của nước sôi dưới áp suất không khí). Còn thang nhiệt độ nhiệt động có từ năm 1852 là sản phầm của William Thomson, sau này được gọi là Lord Kelvin. Ông là người Scotland đã đi vòng quanh nơi này, tận dụng hết không chỉ trí tuệ của mình, mà cả tài năng củn một người thí nghiệm các máy của Carnot - người đã từng nhận xét rằng nhiệt trao đổi chỉ phụ thuộc vào mối quan hệ giữa nhiệt độ của nguồn nóng với nhiệt độ của nguồn lạnh, và rằng tỷ lệ giữa công sản ra và nhiệt hấp thụ xác định hiệu suất của máy. Thomson đã cố xác định nhiệt độ giúp đạt hiệu suất tốt nhất: trong trường hợp lý tưởng mà hiệu suất bằng 1, khi ngoại suy tới các nhiệt độ thấp, người ta thấy rằng nguồn lạnh phải có nhiệt độ là -273,150C. Thế là thang nhiệt độ tuyệt đối ra đời. Việc lựa chọn số 0 tuyệt đối này (ấn định điểm gấp ba của nước ở + 273,16 K) sẽ tạo nhiều thuận lợi cho các khái mềm nhiệt động học: nó tránh được các nhiệt độ âm và số 0 ở mẫu số, nỗi sợ hãi của các nhà toán học. Nhưng toán bộ tầm quan trọng của nó chỉ thể hiện sau đó ít lâu…
Nói chung, các nhiệt kế đều có chung nguyên lý hoạt động: chúng đều nhằm vào một vật, rắn, lỏng hoặc khí, trong đó cách hoạt động theo nhiệt độ đã biết rõ và đúng cỡ. Ngoài ra, nếu cách hoạt động này tuân theo một định luật đơn giản thì chúng ta nắm được tất cả các thành phần cần thiết để tạo ra một nhiệt kế. Ví dụ, một chất khí chứa trong một thể tích xác định có áp suất tăng theo nhiệt độ. Khi ấy đo sự tăng áp suất có nghĩa là đo nhiệt độ một cách trực tiếp. Thủy ngân trong các nhiệt kế cũ là một chất lỏng có sự dãn thể tích theo nhiệt độ đúng cỡ. Chỉ cần biết thể tích thủy ngân để đạt tới nhiệt độ.
