Ponendo a contatto due corpi a diversa temperatura, dopo un intervallo di tempo i due corpi avranno la stessa temperatura. Ciò perché il corpo a temperatura maggiore, cede calore al corpo a temperatura minore, fino a che si ottiene un equilibrio termico.
Indichiamo con m1 , T1 e c1 rispettivamente la massa, la temperatura e il calore specifico della prima sostanza e con m2 , T2 e c2 quelle della seconda sostanza.
Supponiamo che inizialmente sia T1 < T2.
Se le poniamo a contatto avremo una temperatura di equilibrio Te tale che risulti:
T1 < Te < T2
In effetti il calore assorbito Qa dal corpo a temperatura minore, è uguale calore ceduto Qc dal corpo a temperatura maggiore.
Qa = Qc
Per cui:
c1 ∙ m1 ∙ (Te – T1) = c2 ∙ m2 ∙ (T2 – Te)
Da questa relazione dobbiamo ricavare la temperatura di equilibrio Te.
Moltiplicando si ottiene:
c1 ∙ m1 ∙ Te – c1 ∙ m1 ∙ T1 = c2 ∙ m2 ∙ T2 – c2 ∙ m2 ∙ Te
Portiamo al primo membro i termini contenenti l’incognita Te e al secondo membro gli altri termini.
Si ottiene:
c1 ∙ m1 ∙ Te + c2 ∙ m2 ∙ Te = c1 ∙ m1 ∙ T1 + c2 ∙ m2 ∙ T2
Raccogliamo l’incognita a fattor comune
Te ∙ (c1 ∙ m1 + c2 ∙ m2) = c1 ∙ m1 ∙ T1 + c2 ∙ m2 ∙ T2
Da cui: