1. Thực nghiệm
TN – Cho hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc nhau (ví dụ: cốc nước nóng và cốc nước lạnh, hoặc hai thanh kim loại), dùng nhiệt kế theo dõi nhiệt độ mỗi vật theo thời gian.
Quan sát: nhiệt độ vật nóng giảm dần, nhiệt độ vật lạnh tăng dần, cho đến khi hai vật có cùng nhiệt độ thì không đổi nữa (trạng thái cân bằng nhiệt).
2. Nội dung căn bản
Khi hai vật có nhiệt độ chênh lệch tiếp xúc nhau: năng lượng nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Khi hai vật cùng nhiệt độ tiếp xúc nhau: không có sự truyền năng lượng nhiệt giữa chúng (cân bằng nhiệt).
Thang Celsius: mỗi độ chia $1^{o}C$ bằng $1/100$ khoảng cách giữa nhiệt độ đông đặc ($0^{o}C$) và nhiệt độ sôi ($100^{o}C$) của nước tinh khiết ở áp suất tiêu chuẩn.
Thang Kelvin (thang nhiệt động lực học): mỗi độ chia $1\,K$ bằng $1/273{,}16$ khoảng cách giữa nhiệt độ không tuyệt đối và nhiệt độ điểm ba của nước (nước tồn tại đồng thời ở ba thể rắn, lỏng, hơi, ở áp suất tiêu chuẩn).
Nhiệt độ không tuyệt đối ($0\,K$): nhiệt độ mà tại đó động năng chuyển động nhiệt của các phân tử bằng không và thế năng của chúng là tối thiểu.
Công thức chuyển đổi giữa hai thang:
$T(K) = t(^{o}C) + 273$
3. Nhận xét, lưu ý
Độ chia trên hai thang có cùng độ lớn, chỉ khác gốc: $\Delta T(K) = \Delta t(^{o}C)$.
$0\,K$ là giới hạn lí thuyết, đến nay chưa có thực nghiệm nào đạt được nhiệt độ không tuyệt đối.
Trong các công thức vật lí liên quan đến chất khí (phương trình trạng thái, các định luật chất khí…) bắt buộc dùng nhiệt độ tuyệt đối $T$ (đơn vị K), không được dùng trực tiếp nhiệt độ Celsius.