在热力学,温度是对物体倾向的测量，或系统自发地放弃能量。温度是身体的构成“热的“和”寒冷的“，其中温度较高的物体具有较高的温度。温度是由问题，其中温度与平均平移相关动能这些微观运动。温度的概念，定义为紧张与关联熵，来自热力学第零定律.
温度是用温度计那可能是校准过的各种各样的温度刻度世界各地（除了美国。)，的摄氏度标尺用于大多数温度测量目的。整个科学界（包括美国）都在测量凯尔文上热力学（绝对）温标单位为摄氏度。美国的许多工程领域，尤其是高科技领域，也使用开尔文和摄氏温标。然而，美国的大部分地区（其俗人、工业、，气象学和政府）依赖于华氏温标。美国的其他工程领域也依赖于兰金在热力学相关学科工作时，如燃烧.不同的温标可以通过以下方式相互转换温度转换.
概述
温度是系统微观自由度中所含平均能量的量度。例如，在理想气体，相关的自由度是单个分子的平移、旋转和振动运动。在这种情况下，温度与组成原子的平均动能成正比。但在更复杂的系统中，磁自由度、电子自由度、光子自由度或其他奇异的自由度在决定温度方面可以发挥重要作用。
热运动是气体压力，因为气体中的颗粒与容器壁相撞，并产生向外的力。虽然需要非常专门的实验室设备来直接检测热运动，但原子或分子与悬浮在流体生产布朗运动用普通显微镜可以看到。原子的热运动是非常速度快，温度接近绝对零度需要直接观察。例如，当科学家在NIST标准1994年，他们使用光学晶格激光设备绝热凉爽的铯原子。然后他们关闭俘获激光器，直接测量每秒7毫米的原子速度，以计算其温度。
分子，例如O2，具有比单个原子更多的自由度：它们可以有旋转和振动运动以及平移运动。温度升高将导致平均平动能增加。它还将导致与振动和旋转模式相关的能量增加。因此，具有额外自由度（如旋转和振动）的双原子气体将需要更高的能量输入来改变一定量的温度，即它将具有更高的温度热容量而不是单原子气体。
冷却过程包括从系统中去除能量。当没有更多的能量可以被移除时，系统被称为处于绝对零度，这是热力学（绝对）温标由物质组成的粒子中的所有运动都停止了，它们在“经典”（非经典）中完全静止-量子力学)感觉。根据定义，绝对零度是精确到零的温度凯尔文斯(–273.15摄氏度或-459.67°F）。
细节
温度的形式性质在热力学和统计力学.系统温度热力学平衡由以下数量之间的关系定义热 
无穷小时系统上的事件准静态的转换和变化
第个，共个熵在这个转变过程中。
与…相反熵热的微观定义即使远离热力学平衡也有效，温度只能在热力学平衡或局部热力学平衡下定义（见下文）。
当系统接受热量时，其温度会升高，同样，系统的热量损失也会降低其温度（负温度的例外情况，见下文）。
当两个系统处于相同的温度时，它们之间不发生传热。当温差确实存在时，热量将从较高的-温度系统至降低-温度系统，直到它们达到热平衡。这种热传递可能通过以下方式发生传导,对流或辐射（有关各种传热机制的更多讨论，请参阅《热量》）。
温度也与内能和焓系统的。系统的温度越高，其内能和焓是。
温度为密集型财产这意味着它不依赖于系统大小或系统中的材料量。其他密集型房地产包括压力和密度相比之下，群众和体积是广泛的属性，并取决于系统中的材料量。
温度在自然界中的作用
温度在几乎所有科学领域都扮演着重要角色，包括物理、化学和生物。
材料的许多物理特性包括阶段(固体,液体,气态的或等离子体)、密度、，溶解度,蒸汽压力、和电导率取决于温度。温度在决定化学反应发生。这就是为什么人体有几种精心设计的机制来将温度保持在37°C的原因之一，因为温度只要升高几度就会导致有害反应，并带来严重后果。温度还控制从表面发射的热辐射的类型和数量。这种效果的一个应用是白炽灯泡，其中钨灯丝是电气的加热到可以看到大量可见光的温度光被发射。
温度依赖性声速在空中c（c），空气密度ρ和声阻抗 Zvs.温度°C
| 温度对声速、空气密度和声阻抗的影响
|
| T型单位：°C |
c（c）单位：m/s |
ρ单位：kg/m³ |
Z单位：N·s/m³ |
| −10 |
325.4 |
1.341 |
436.5 |
| −5 |
328.5 |
1.316 |
432.4 |
| 0 |
331.5 |
1.293 |
428.3 |
| 5 |
334.5 |
1.269 |
424.5 |
| 10 |
337.5 |
1.247 |
420.7 |
| 15 |
340.5 |
1.225 |
417 |
| 20 |
343.4 |
1.204 |
413.5 |
| 25 |
346.3 |
1.184 |
410 |
| 30 |
349.2 |
1.164 |
406.6 |
温度测量
主要条款：温度测量，另请参见国际温标.
利用现代科学技术进行温度测量温度计温度刻度至少可以追溯到18世纪早期，当时丹尼尔·加布里尔·华伦海特改装温度计（切换至水星)以及由奥勒·克里斯滕森·罗默. The华氏的天平仍在使用中，与摄氏度刻度和开尔文比例尺。
温度单位
温度的基本单位（符号：T型)在中国际单位制（SI）是开尔文（K） ●●●●。一开尔文的正式定义是三相点属于水（水，冰和水水蒸气平衡存在）。这使得水的冰点（无法用高冰点测量精度)和零点摄氏度比例尺为273.15，而不是273.16。(无法达到的)称为温度0 K绝对零度并对应于分子和原子尽可能少地热能。理论物理中一个重要的温度单位是普朗克温度(1.4 × 1032K） ●●●●。
在以下领域等离子体物理学，因为遇到的高温和电磁的所涉及现象的性质，习惯上表示温度电子伏特（eV）或千电子伏特（keV），其中1 eV=11605 KQCD问题一个人通常会达到几百度的温度墨西哥湾，约等于1012英国。
对于日常应用，使用摄氏度刻度，其中0°C对应于水的温度冻结和100°C对应于沸点海平面上的水。在这个刻度中，1度的温差与1 K的温差相同，因此刻度基本上与开尔文刻度相同，但被水结冰的温度（273.15 K）所抵消。因此，可以使用以下方程式将摄氏度转换为开氏度。
在美国，华氏温标被广泛使用。在此刻度上，水的冰点对应于32°F，沸点对应于212°F。可以使用以下公式将华氏温度转换为摄氏温度：
请参阅温度换算公式用于大多数温标之间的转换。
负温度
- 见主要条款：负温度.
对于某些系统和特定的温度定义，可以获得负温度负温度系统的温度不低于绝对零度但实际上，在某种意义上，比…热无限的温度.
温度的理论基础
零定律温度的定义
虽然大多数人对温度的概念有基本的理解，但它的形式定义相当复杂。在开始正式定义之前，让我们考虑一下热平衡如果两个具有固定体积的封闭系统结合在一起，使它们处于热接触状态，则两个系统的特性可能会发生变化。这些变化是由于系统之间的热量传递造成的。当达到不再发生变化的状态时，系统处于热平衡。
现在，可以从所谓的热力学第零定律这表明，如果两个系统A和B处于热平衡，第三个系统C与系统A处于热平衡状态，那么系统B和C也将处于热平衡（处于热平衡是指传递关系; 此外，它是一个等价关系). 这是一个基于观察而非理论的经验事实。由于A、B和C都处于热平衡状态，所以可以合理地说，这些系统中的每一个都具有某些属性的共同值。我们把这个特性称为温度。
一般来说，将任意两个系统置于热接触中以查看它们是否处于热平衡，从而具有相同的温度是不方便的。此外，它只提供顺序量表.
因此，根据某些参考系的特性建立温标是有用的。然后，可以根据参考系统的特性校准测量装置，并用于测量其他系统的温度。其中一个参考系统是固定量的气体。这个理想气体定律表示气体的压力和体积（P·V）的乘积为直接成比例至温度：
其中T是温度，n是摩尔气体和R是通用气体常数因此，人们可以根据相应的气体压力和体积来定义温度刻度：以开尔文为单位的温度是一个立方容器中一摩尔气体的压力（以帕斯卡为单位）米除以8.3144（相关单位中R的值）。实际上，这样的气体温度计不是很方便，但其他测量仪器可以校准到这个刻度。
理想气体定律方程表明，对于固定体积的气体，压力随着温度的升高而增加。压力只是气体施加在容器壁上的力的量度，与系统的能量有关。因此，我们可以看到，温度的增加对应于系统热能的增加。当两个不同温度的系统处于热接触状态时，较热系统的温度降低，表明热量正在离开该系统，而较冷系统正在获得热量并升高温度。因此，热量总是从高温区域移动到低温区域，正是温差驱动了两个系统之间的热传递。
气体温度
对于单原子的理想气体温度与原子的平动或平均速度有关。这个动力学理论气体使用量统计力学将这种运动与系统中原子和分子的平均动能联系起来。这个平均能量与粒子质量无关，这对许多人来说似乎是违反直觉的。虽然温度与平均的气体中粒子的动能，每个粒子都有自己的能量，可能与平均值对应，也可能不对应。然而，在检查了一些基本的物理方程之后，它就变得非常有意义了。热力学第二定律指出，任何两个给定的系统在相互作用时，稍后将达到相同的平均能量。温度是与系统的平均动能有关的一个量度。公式动能原子的：
（注意，计算更复杂物体（如分子）的动能稍微复杂一些自由度是可用的，因此必须包括分子旋转或振动。）
因此，质量更大的粒子（例如霓虹灯原子相对于氢分子）的运动速度比较轻的对应物慢，但平均能量相同。由于气体，所有粒子都在随机运动，与其他气体分子、可能在该区域内的固体物体以及容器本身（如果有）发生碰撞。这方面的直观说明来自俄克拉荷马州立大学使这一点更加明确。不同质量的粒子具有不同的速度分布，但平均动能是相同的，因为理想气体定律在气体中，粒子的能量分布（从而速度）与玻尔兹曼分布.
真空的温度
物体的温度与其中分子的平均动能成正比真空，没有分子。没有什么可以测量的动能，温度也没有定义。如果将温度计置于真空中，读数将是温度计内部温度的测量值，而不是周围真空的测量值。
所有对象发射黑体辐射。随着时间的推移，纯真空中的温度计将散发热能，温度无限下降，直到达到零点能量限制。
实际上，不存在纯真空，因为真空壁的黑体辐射总是伴随着光子。绕地球运行的温度计从太阳光中吸收能量的速度很容易超过辐射能量的速度。这可能导致温度急剧上升。
与太阳辐射隔离的温度计（例如，在较大物体的阴影下）仍然暴露在宇宙微波背景辐射在这种情况下，温度将发生变化，直到能量损失率和增益率达到平衡。此时，温度计的温度为2.725 K，通常称为空间温度。
温度的第二定律定义
在前一节中，温度是根据热力学第零定律定义的。也可以根据热力学第二定律，它处理熵熵是一个系统中无序度的度量。第二定律指出，任何过程都不会导致宇宙熵的变化或净增加。这可以从概率的角度来理解。考虑一系列抛硬币。一个完美有序的系统将是一个每一次抛硬币都是正面或反面的系统。对于任何数量的抛硬币，只有一种结果组合与这种情况相对应。另一方面，有多种组合可能导致无序或混合系统，其中一些部分是正面，其余部分是反面。随着投币次数的增加，与不完全有序系统相对应的组合数量也会增加。对于大量抛硬币，对应约50%正面和约50%反面的组合数量占主导地位，获得与50/50显著不同的结果变得极不可能。因此，系统自然地发展到最大无序或熵的状态。
我们之前说过，温度控制着两个系统之间的热流，我们刚刚表明，宇宙，以及我们预计的任何自然系统，都会趋向于进步，从而最大化熵。因此，我们期望温度和熵之间存在某种关系。为了找到这个关系，我们首先考虑热量、功和温度之间的关系。A类热机是一种将热量转换为机械功并分析卡诺热机提供我们寻求的必要关系。热机的功对应于在高温下输入系统的热量之间的差值，q个H（H）热量在低温下喷射出来，q个C类效率是功除以输入系统的热量或：
哪里w个塞浦路斯是每个周期完成的功。我们看到效率只取决于q个C类/q个H（H）.因为q个C类和q个H（H）对应于温度下的热传递T型C类和T型H（H）分别为，q个C类/q个H（H）应该是这些温度的某种函数：
卡诺定理声明所有在同一蓄热器之间运行的可逆发动机都具有同等的效率。因此，热机在T型1和T型三必须与包含两个循环的循环具有相同的效率，其中一个循环介于T型1和T型2，和介于T型2和T型三。只有在以下情况下才能出现这种情况：
这意味着：
由于第一个函数独立于T型2，此温度必须在右侧取消，这意味着（f）(T型1,T型三)形式为克(T型1)/克(T型三)（即。（f）(T型1,T型三) =（f）(T型1,T型2)（f）(T型2,T型三) =克(T型1)/克(T型2)·克(T型2)/克(T型三) =克(T型1)/克(T型三))，其中克是单个温度的函数。我们现在可以选择具有以下特性的温标：
将方程式3代入方程式1，得出了效率与温度的关系：
请注意，对于T型C类=0 K，效率为100%，低于0 K时效率大于100%。由于效率大于100%违反热力学第一定律，这意味着0 K是可能的最低温度。事实上，在宏观系统中获得的最低温度是20 nK，这是1995年NIST达到的。从中间部分减去等式5的右侧并重新排列得出：
其中负号表示从系统中喷出的热量。这种关系表明存在状态函数，S公司，定义为：
其中下标表示可逆过程。该状态函数在任何循环周围的变化为零，这对于任何状态函数都是必要的。这个函数对应于我们前面描述的系统熵。我们可以重新排列方程5，以获得关于熵和热量的温度的新定义：
对于一个系统，其中熵S公司可能是一个函数S公司(E类)它的能量E类，温度T型由以下公式给出：
方程7表明，温度的倒数是熵与能量的增加率。
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