Kaikessa aineessa tapahtuu lämpöliikettä, koska aine ei voi olla absoluuttisessa nollapisteessä. Lämpöliikkeeseen on varastoituneena energiaa, samoin aineen rakenneosien välisiin sidoksiin. Yleensä varastoituneen energian määrä ei ole keskeistä. Sen sijaan halutaan tietää, paljonko energiaa siirtyy kappaleesta tai aineesta toiseen. Energiaa siirtyy, kun kappale lämpenee, jäähtyy, tai sen olomuoto muuttuu. Siirtyvää lämpöenergiaa kutsutaan lämmöksi. Esimerkiksi aurinko siirtää lämpöä lumeen, saa sen sulamaan ja sulaneen veden edelleen lämpenemään.

Tutkitaan, miten veteen siirtynyt lämpö muuttaa sen lämpötilaa. Vesi on yleinen aine ja ihmiselle elintärkeä. Ihminen hyödyntää vettä lämpöilmiöihin liittyvissä sovelluksissa, ja veden ominaisuuksien tunteminen edesauttaa sovellusten suunnittelussa. Vettä käytetään mm. kaukolämpöverkossa lämpöenergian siirtäjänä.

Tutkimuksessa käytetään välineinä vedenkeitintä ja lämpömittaria. Vedenkeittimen teho [[$(P)$]] on sen pohjasta löytyvän arvokilven mukaan 2 000 W. Tehon määritelmän nojalla lasketaan lämpö [[$(Q)$]], jonka keitin siirtää veteen ajassa [[$(t)$]]:

[[$ \quad P=\dfrac{Q}{t} $]], joten [[$ Q = Pt $]].

Alla olevalla videolla lämmitetään 1,00 kg vettä vedenkeittimessä samalla kun mitataan veden lämpötilaa. Vettä sekoitetaan mittauksen aikana, jotta lämpötila muuttuu kaikkialla astiassa tasaisesti. Vedenkeittimien tehon ja ajan avulla lasketaan veteen siirtynyt lämpö tehon määritelmää käyttäen. Mittaustulokset esitetään kuvaajana, jossa on lämmön riippuvuus lämpenemisajasta.

​

Mittaustulokset: 
veden_lampokapasiteetin_mittaus.ods
veden_lampokapasiteetin_mittaus.cmbl
veden_lampokapasiteetin_mittaus.cap

Veteen tuodun lämmön ja lämpötilan välillä havaitaan lineaarinen riippuvuus. Jokainen asteen lämpeneminen vaatii yhtä paljon energiaa. Kulmakerroin ilmaisee, kuinka paljon energiaa tarvitaan yhteen kilogrammaan vettä, jotta veden lämpötila muuttuu yhden celsiusasteen. Kuvaajan kulmakertoimeksi saadaan 4 260 J/°C. Veteen tuotu lämpö varastoituu sen rakenneosasten lämpöliikkeeksi, ja kulmakerroin voidaan ymmärtää myös veden kykynä varastoida lämpöä. Suuretta kutsutaan lämpökapasiteetiksi. Mitä suurempi lämmitettävän kappaleen lämpökapasiteetti on, sitä enemmän energiaa tarvitaan sen lämmittämiseen ja sitä enemmän lämpöä se pystyy varastoimaan itseensä.

Kappaleen lämpötila voi myös laskea, jolloin se luovuttaa energiaa ympärilleen. Luovutettu energiamäärä on yhtä suuri kuin lämmittämisen yhteydessä vastaanotettu energiamäärä.