La fisica termica studia i fenomeni legati alla temperatura e calore, concetti fondamentali ma spesso confusi tra loro.
La temperatura è una grandezza fisica che misura il grado di agitazione delle molecole di un corpo, mentre il calore rappresenta l'energia termica che si trasferisce da un corpo più caldo a uno più freddo. Per misurare la temperatura si utilizzano diverse scale termometriche: la Scala Celsius (°C), la Scala Kelvin (K) e la Scala Fahrenheit (°F). La scala Celsius è quella più utilizzata nella vita quotidiana, con lo zero fissato al punto di congelamento dell'acqua e i 100°C al punto di ebollizione. La scala Kelvin è invece la scala assoluta utilizzata in ambito scientifico, dove lo zero corrisponde alla minima energia cinetica possibile delle molecole (-273,15°C).
Un fenomeno importante legato alla temperatura è la dilatazione termica, ovvero la variazione di dimensioni che un corpo subisce quando viene riscaldato o raffreddato. Questa variazione dipende dal coefficiente di dilatazione specifico del materiale: per esempio, l'alluminio ha un coefficiente maggiore dell'acciaio, quindi si dilata di più alla stessa variazione di temperatura. La dilatazione può essere lineare (variazione in una sola dimensione), superficiale (su due dimensioni) o volumica (in tutte e tre le dimensioni). Questo fenomeno ha importanti applicazioni pratiche, come la progettazione di ponti e binari ferroviari che devono prevedere spazi di dilatazione per evitare deformazioni strutturali con le variazioni di temperatura stagionali.
