表徵物體冷熱程度的物理量。這是對溫度概念的通俗理解。物體的冷熱程度是從人類的直覺觀念引伸出來的,因而具有一定的主觀因素。通過直覺來判斷物體溫度有時會導致錯誤結果。嚴格的溫度定義是建立在熱平衡定律基礎上的。

  熱平衡定律指出:處於任意狀態兩物體的狀態參量,在兩個物體達到熱平衡時不能取任意值,而要受一定的數學關係的約束。它指出兩物體相互處於熱平衡時,存在一個數值相等的態函數,這個態函數稱為溫度。

  溫度具有標志一個物體是否同其他物體處於熱平衡狀態的性質,它的特征就在於一切互為熱平衡的物體都具有相同的數值。

  從微觀上看,也就是從分子運動論的觀點來看,溫度反映瞭組成宏觀物體的大量分子無規則運動的劇烈程度,是大量分子熱運動平均能量的量度;物體的溫度愈高,組成物體的分子平均動能也愈大。可見,溫度是組成物體的大量分子熱運動的集體表現,因而具有統計的意義。對於單個分子來說,溫度是沒有意義的。

  熱平衡定律不僅給出瞭溫度的概念,而且指明瞭比較溫度的方法:處於熱平衡的一切物體都具有相同的溫度,所以比較各個物體的溫度時,隻需將一個選為標準的物體分別與各個物體接觸,經過一段時間,兩者達到熱平衡,標準物體的溫度就是待測物體的溫度。這個標準物體叫做溫度計。對溫度計的限制是它的熱容必須足夠小,使得在它與待測物體接觸而進行熱交換的過程中,待測物體原狀態幾乎不變。

  為實現溫度的測量,還需要規定溫度的數值表示法──溫標。歷史上首先采用瞭經驗溫標,包括攝氏溫標、華氏溫標、蘭氏溫標等。熱力學第二定律建立後,定義瞭一種與測溫系統性質無關的溫標──熱力學溫標。對應於各種溫標可以得到溫度(態函數)的不同表示如攝氏溫度、華氏溫度等。由熱力學溫標所定義的熱力學溫度是具有最嚴格科學意義的溫度。通常采用氣體溫度計進行熱力學溫度的測量。由於氣體溫度計的復現性較差,國際間又協議定出實用性的標準溫標──國際實用溫標,以統一國際間的溫度量值,並使由國際實用溫標定出的溫度盡可能地接近相應的熱力學溫度,相對地具有一定穩定性。中國計量科學研究院用一套裝置來復現國際實用溫標,並以此作為中國最高的溫度標準。(見彩圖)

中國計量科學研究院復現熱力學溫度單位開爾文的實驗裝置