Teplota tělesa, vnitřní energie, teplo a práce, tepelné motory, přeměny skupenství
Teplota tělesa, teplotní roztažnost látek
Termika je fyzikální disciplína zkoumající tepelné vlatnosti látek.
Jejím základem je tzv. kinetická teorie látek, která vysvětluje makroskopické vlatnosti látek (vlastnosti přístupné našim smyslům) na základě představy, že látky jsou složeny z částic (molekul, atomů), které na sebe silově působí. Částice v plynech a kapalinách konají vlastní chaotický pohyb, částice v pevných látkách konají kmitavý pohyb kolem pevné pozice. Tyto pohyby se nazývají tepelný pohyb.
Nejsilnějším důkazem pro platnost kinetické teorie látek je tzv. Brownův pohyb (poprvé pozorován anglickým biologem Robertem Brownem v r. 1827) - http://fyzweb.cz/materialy/aplety_hwang/brown/gas2D/gas2D_cz.html.
Rovněž difúzi (samovolné mísení kapalin, plynů), tlak plynu na stěny nádoby a teplotní roztažnost látek považujeme za důkazy podporující kinetickou teorii látek.
Teplota tělesa je zvláštní (statistická) veličina, která je těsně spjata s rychlostí chaotického pohybu částic tělesa - její velikost je určena průměrnou rychlostí tohoto pohybu - roste-li tato průměrná rychlost, vnímáme to jako růst teploty tělesa (má tedy smysl zavádět tuto veličinu pro velké soubory částic).
S růstem teploty tělesa roste rychlost chaotického pohybu částic a s tím i rozkmit tohoto pohybu (částice potřebuje více místa pro svůj pohyb) - tento jev se projevuje pozorovatelnou změnou rozměrů těles a nazývá se teplotní roztažnost látek.
Vnitřní energie tělesa, teplo a práce
Vycházíme-li z kinetické teorie látek, pak součet pohybové a polohové energie částic (molekul a atomů) tělesa označujeme jako vnitřní energii tělesa.
Vnitřní energii tělesa můžeme zvýšit buď konáním mechanické práce nebo tepelnou výměnou s teplejším tělesem. Množství energie, kterou si vymění tělesa při tepelné výměně se nazývá teplo.
Pro změnu vnitřní energie platí zákon zachování energie - tzv. první termodynamický zákon: Přírůstek vnitřní energie 
U tělesa je roven součtu práce W vykonané okolními tělesy a tepla Q odevzdaného okolními tělesy.
Tepelné motory
Tepelné motory jsou stroje, které přeměňují část vnitřní energie pracovní látky na energii mechanickou.
Tepelné motory dělíme na
Parní motory - parní stroj, parní turbína
Spalovací motory - spalovací (plynová) turbína (proudový motor), zážehový motor, vznětový motor, raketový motor
Efektivnost přeměny vnitřní energie na mechanickou energii vyjadřujeme pojmem účinnost stroje a její velikost závisí na počáteční a konečné teplotě pracovní látky ve stroji.
Teoretické hodnoty účinnosti jsou uváděny takto:
parní stroj 35 %
parní turbína 60 %
plynová turbína 55 %
čtyřdobý zážehový motor 65 %
vznětový motor 73 %
raketový motor 75 %
(prakticky dosahované hodnoty jsou přibližně poloviční)
Struktura látek, přeměny skupenství
Pro vysvětlení přeměn skupenství vycházíme z tzv. Kinetické teorie látek. Jejím základem jsou tři tvrzení, která jsou experimentálně podložena:
1. Látka se skládá z částic (atomy, ionty, molekuly).
2. Tyto částice konají neustálý a neuspořádaný (tepelný) pohyb (důkazem je např. Brownův pohyb).
3. Částice na sebe navzájem působí silami - při velmi malých vzdálenostech odpudivými (díky tomu jsou např kapaliny a pevné látky nestlačitelné), při větších vzdálenostech přitažlivými (dokladem je např. smáčivost stěn nádoby kapalinou).
Modely látek různých skupenství
Plyn - vzdálenosti mezi částicemi jsou velké ve srovnání s jejich vlastními rozměry, přitažlivé síly mezi nimi jsou zabnedbatelné, proto se částice plynu pohybují přímočaře, dokud nenarazí na stěny nádoby nebo na sebe navzájem. Proto plyny nemají pevný tvar, jsou rozpínavé a stlačitelné.
Kapalina - částice kapaliny nemají takovou volnost pohybu jako v plynech, projevuje se na nich vzájemné přitažlivé působení, které je však neváže na pevnou pozici - částice kmitají kolem pozic, které se časem mění. Kapaliny nemají pevný tvar a jsou nestlačitelné.
Pevná látka - částice pevné látky kmitají kolem neměnných pozic, které jsou rozmístěny buď pravidelně (krystalické pevné látky - kovy, minerály, ...) nabo nepravidelně (amorfní pevné látky - sklo, vosk, ...). Pevné látky jsou nestlačitelné a mají pevný tvar.
Plazma - zvláštní skupenství hmoty, které má řadu vlastností plynu, protože je však tvořena elektricky nabitými částicemi (jádra atomů a elektrony), její chování ovlivňují i elektrické síly.
Přeměny skupenství látek
Zvýšením teploty pevné látky (dodáním energie), konají její částice stále rychlejší chaotický (tepelný) pohyb, až se uvolní ze svých pevných pozic - z pevné látky se stane kapalina, dalším zvýšením teploty rychlost částic roste, až překonají vzájemné přitažlivé působení a z látky se stane plyn. Zvyšováním teploty plynu lze docílit tak prudkých srážek, že z neutrálních částic se stanou ionty a elektrony - vznikne plazma.
Tyto změny jsou vratné - ochlazováním (odebráním energie) proběhnou přeměny skupenství v opačném pořadí.
Přeměny skupenství mají své specifické názvy.
Poznámka: Skupenská přeměna plynu na plazma se nazývá ionizace, zpětná přeměna je rekombinace.