Zjawiska cieplne 

W pierwszej części kursu zajmowaliśmy się ruchem ciał makroskopowych nie interesując się ich stanem wewnętrznym. Dla ułatwienia opisu traktowaliśmy je jako punkty materialne, układy takich punktów lub ciała sztywne. Wykorzystując trzecią zasadę dynamiki stwierdziliśmy, że oddziaływania wewnętrzne nie mają wpływu na ruch układu, jako całości. Opisywaliśmy więc ruch środka masy układu. 

	Umiejąc opisać ruch ciał jako całości, zajmiemy się w tej części kursu ich stanem wewnętrznym. Przyjrzyjmy się nieco bliżej dobrze nam znanym zjawiskom. Stojąca na stole świeca znajduje się w równowadze mechanicznej z otoczeniem. Rzeczywiście, siła przyciągania grawitacyjnego jest równoważona przez siłę reakcji stołu. Kiedy jednak pozostawiamy palącą się świecę i wracamy po godzinie, zauważamy że jej długość jest wyraźnie mniejsza, choć wiemy, że nikt świecy nie obcinał i nie kruszył, czyli nie wywierał na nią siły mechanicznej. Podobnie, zostawiając na talerzu kostkę lodu, znajdujemy po godzinie - odrobinę wody. Gdyby jednak świeca nie była zapalona, a w przypadku lodu - temperatura byłaby poniżej zera, nic by się nie zmieniło pomimo upływu czasu. Zauważamy , że jeśli ciało, bądź układ ciał (płonąca świeca, kostka lodu itp.) znajduje się w warunkach, gdzie występują różnice temperatur, to zachodzi pewien proces, zmierzający ostatecznie do wyrównania temperatury (wypalenie się świecy, roztopienie lodu).
Fot.11.1. Płonąca świeca jest w równowadze mechanicznej z otoczeniem, ale nie jest w równowadze termicznej.

Te proste obserwacje pozwalają stwierdzić, że mechaniczne własności ciał i zjawisk makroskopowych nie wystarczają do opisu ich stanu. Istotne są także procesy związane z z ich stanem wewnętrznym. 

Przykładów można podać wiele, zaczynając od płonącej świecy, a kończąc na wybuchach jądrowych i procesach na Słońcu. W naszych rozważaniach kluczową rolę odgrywać będzie - z punktu widzenia mikroskopowego - struktura atomowa bądź cząsteczkowa materii, z punktu widzenia makroskopowego - temperatura, ciśnienie i szereg innych wielkości, za pomocą których będziemy charakteryzować termiczne własności materii. 

W trakcie naszych rozważań zobaczymy, że ciepło jest związane także z pewną formą ruchu. Ruch ten dotyczy jednak obiektów o innej skali ich wielkości i ich liczby - atomów i cząsteczek będących podstawowymi składnikami materii. Zobaczymy, że ciepło jest formą energii ruchu, czyli energią kinetyczną nieuporządkowanych ruchów atomów i cząsteczek. Niekiedy nazywa się je "nieuporządkowaną energią kinetyczną".  

Do opisu takich ruchów stosować będziemy inne metody, niż do opisu ruchu obiektów makroskopowych.

---