Как только извлекается термометр из воды, то начинает устанавливаться тепловое равновесие с окружающей средой. Именно поэтому при измерении температуры жидкости, не извлекают термометр из сосуда.
С течением времени вода на термометре испарится полностью, значит движения молекул не будет и он охладится, и показание уменьшится.