物理学的および統計力学における温度の概念と定義

温度（英: temperature）とは、物質の冷温の度合いを定量的に表す物理量であり、熱的接触を通じてエネルギーが自然に移動する方向を示す指標である。

熱的接触と熱平衡

二つの物体の温度の高低は、熱的接触によってエネルギーが移動する方向によって定義される。標準的には、接触によりエネルギーが流出する側の物体の温度が高く、流入する側の温度が低いと定められる。接触させてもエネルギーの移動が起こらない場合は、二つの物体の温度が等しい状態にあるとみなされ、これを熱平衡と呼ぶ。

統計力学および分子運動論からのアプローチ

統計力学および気体分子運動論において、温度は物質を構成する原子や分子の乱雑な並進運動エネルギーの平均値に関連づけられる。エネルギー等配分の法則によれば、系の自由度あたりの平均運動エネルギーはボルツマン定数を用いて表され、気体をはじめとする物質の巨視的な温度を決定づける要因となる。

絶対零度（0ケルビン）は、分子の乱雑な並進運動が停止する極限的な状態に相当する。ただし、量子力学的なゼロ点振動が存在するため、絶対零度においても分子の運動自体が完全に消失するわけではない。

温度と温度計の歴史的発展

物体の寒暖を定量化する試みはガリレオ・ガリレイによる空気温度計の製作に端を発し、その後オーレ・レーマーやアンデルス・セルシウス、ガブリエル・ファーレンハイトらによって目盛りが整備された。熱と温度の概念的区別はジョゼフ・ブラックの潜熱や熱容量に関する研究によって確立され、19世紀以降の熱力学的研究を経て、ウィリアム・トムソン（ケルビン卿）により絶対温度目盛が構築された。