Phép đo nhiệt độ bằng cách sử dụng nhiệt kế khoa học hiện đại và thang đo nhiệt độ ít nhất là vào đầu thế kỷ 18, khi Gabriel Fahrenheit điều chỉnh nhiệt kế (chuyển sang thủy ngân) và một thang đo do Ole Christensen Rømer phát triển. Thang đo Fahrenheit vẫn đang được sử dụng ở Hoa Kỳ cho các ứng dụng phi khoa học.

Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế có thể được hiệu chuẩn theo nhiều thang nhiệt độ. Ở hầu hết thế giới (ngoại trừ Belize, Myanmar, Liberia và Hoa Kỳ), thang độ C được sử dụng cho hầu hết các mục đích đo nhiệt độ. Hầu hết các nhà khoa học đo nhiệt độ bằng thang độ C và nhiệt độ nhiệt động lực học bằng thang Kelvin, là độ lệch thang độ C sao cho điểm rỗng của nó bằng &-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1.0000000 K = &-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1.000000−273.15 °C, hoặc độ không tuyệt đối. Nhiều lĩnh vực kỹ thuật ở Hoa Kỳ, đặc biệt là công nghệ cao và các thông số kỹ thuật của liên bang Hoa Kỳ (dân dụng và quân sự), cũng sử dụng thang đo Kelvin và độ C. Các lĩnh vực kỹ thuật khác ở Mỹ cũng dựa vào thang đo Rankine (thang đo độ F đã thay đổi) khi làm việc trong các lĩnh vực liên quan đến nhiệt động lực học như đốt cháy.

Các đơn vị

Đơn vị cơ bản của nhiệt độ trong Hệ đơn vị quốc tế (SI) là Kelvin. Nó có ký hiệu K.

Đối với các ứng dụng hàng ngày, thường thuận tiện khi sử dụng thang độ C, trong đó &0000000000000273.1500000 °C tương ứng rất gần với điểm đóng băng của nước và &0000000000000373.150000100 °C là điểm sôi của nó ở mực nước biển. Bởi vì các giọt chất lỏng thường tồn tại trong các đám mây ở nhiệt độ dưới &0000000000000273.1500000 °C, &0000000000000273.1500000 °C được xác định rõ hơn là điểm nóng chảy của nước đá. Trong thang đo này, chênh lệch nhiệt độ 1 độ C giống như 1kelvin tăng 1kelvin, nhưng thang đo được bù đắp bởi nhiệt độ tại đó nước đá tan chảy (&0000000000000273.150000273.15 K).

Theo thỏa thuận quốc tế,[61] cho đến tháng 5 năm 2019, thang độ Kelvin và độ C được xác định bằng hai điểm cố định: độ không tuyệt đối và điểm ba của Nước đại dương trung bình tiêu chuẩn Vienna, là nước được pha chế đặc biệt với sự pha trộn cụ thể của các đồng vị hydro và oxy. Độ không tuyệt đối được định nghĩa chính xác là &-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1.0000000 K và &-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1.000000−273.15 °C Đó là nhiệt độ tại đó tất cả chuyển động tịnh tiến cổ điển của các hạt bao gồm vật chất chấm dứt và chúng ở trạng thái nghỉ hoàn toàn trong mô hình cổ điển. Tuy nhiên, về mặt cơ học lượng tử, chuyển động điểm 0 vẫn còn và có một năng lượng liên kết, năng lượng điểm không. Vật chất ở trạng thái cơ bản,[62] và không chứa nhiệt năng. Nhiệt độ &0000000000000273.160000273.16 K và &0000000000000273.1600000.01 °C được định nghĩa là điểm ba của nước. Định nghĩa này phục vụ các mục đích sau: nó cố định độ lớn của kelvin là chính xác 1 phần trong 273,16 phần của sự khác biệt giữa độ không tuyệt đối và điểm ba của nước; nó xác định rằng một kelvin có độ lớn chính xác bằng một độ trên thang độ C; và nó thiết lập sự khác biệt giữa các điểm rỗng của các thang đo này là &0000000000000273.150000273.15 K (&-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1.0000000 K = &-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1.000000−273.15 °C và &0000000000000273.160000273.16 K = &0000000000000273.1600000.01 °C). Kể từ năm 2019, đã có một định nghĩa mới dựa trên hằng số Boltzmann,[63] nhưng các thang đo hầu như không thay đổi.

Ở Hoa Kỳ, thang đo Fahrenheit được sử dụng rộng rãi. Trên thang điểm này, điểm đóng băng của nước tương ứng với &0000000000000273.15000032 °F và điểm sôi đến &0000000000000373.150000212 °F Thang đo Rankine, vẫn được sử dụng trong các lĩnh vực kỹ thuật hóa học ở Hoa Kỳ, là một thang đo tuyệt đối dựa trên gia số Fahrenheit.

Chuyển đổi

Bảng sau đây cho thấy các công thức chuyển đổi nhiệt độ cho các chuyển đổi sang và từ thang độ C.

Vật lý plasma

Lĩnh vực vật lý plasma đề cập đến các hiện tượng có bản chất điện từ liên quan đến nhiệt độ rất cao. Thông thường, biểu thị nhiệt độ dưới dạng năng lượng bằng đơn vị electronvolt (eV) hoặc kiloelectronvolt (keV). Năng lượng, có thứ nguyên khác với nhiệt độ, sau đó được tính là tích của hằng số Boltzmann và nhiệt độ, E = k B T {\displaystyle E=k_{\text{B}}T} . Sau đó, 1 eV tương ứng với &0000000000011605.00000011605 K.Trong quá trình nghiên cứu vật chất QCD, người ta thường gặp các nhiệt độ có bậc vài trăm MeV, tương đương với khoảng &0001000000000000.0000001012 K.