溫度與熱平衡、熱的本質與熱功當量、熱容量與比熱、熱膨脹、物質的三態變化與潛熱
熔點與凝固點（Melting and Freezing Points ）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
結晶的固體當溫度漸漸升高，直到發生熔化時的溫度稱為熔點，熔化時所增加的熱量用來破壞分子間的作用力(即改變位能)，而分子動能並不增加，此時溫度維持固定。若反過來對液體降溫，直到其凝固時的溫度稱為凝固點。
熔點的高低會受到壓力影響，其變化分為兩類：一類是當壓力升高則熔點降低，例如純水在一大氣壓時的熔點非常接近 $$0^\circ C$$，直接對低於 $$0^\circ C$$ 的冰塊加壓，則會使冰塊受壓而熔化，但這種因壓力變化而造成的熔點變化非常小，大約每升高 $$130$$ 個大氣壓降低 $$1$$ 攝氏度；另一類是當壓力升高則熔點升高，大部分物質具有此種特性。對於穿冰刀溜冰時摩擦力很小的原因，早期認為是因為冰刀接觸面積小，對冰的表面壓力大，造成冰面暫時的熔化，目前已了解是具有其他的表面作用。
隔熱材料–強化碳碳複合材料 （Reinforced Carbon-carbon）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
碳碳複合材料簡稱（RCC）是種複合材料，利用在石墨中碳纖維進行強化製成，經常在表面鍍上碳化矽（silicon carbide）薄膜以防止氧化。該材料是為了洲際導彈鼻錐使用而研發，並且廣泛使用在太空梭的鼻錐與前沿部位。
Brabham團隊於1976年的一級方程式賽車中首度在煞車中使用RCC，最近更出現在某些高級車種中（如Bugatti Veyron，售價約台幣六千萬）。
隔熱（Heat Pipe）在各方面的應用（二）–工業與太空旅行熱管
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
工業
在工業上，必須耗費能源在提升、降低或維持產品、原料或製造過程的溫度。若沒有完善的隔熱措施，將會提高能源的使用率，增加製造成本，而釋出的熱量也會對環境產生衝擊。
太空旅行
太空梭對於隔熱的要求相當嚴格，而且隔熱材料必須輕量化，否則將增加額外的重量，與發射太空梭的花費。在太空中，並沒有大氣層可以隔絕太陽輻射，物體表面的 溫度上升快速。且在太空中，沒有氣體可資利用，以「對流」的方式移除熱量，太空梭也沒有與其他物體直接接觸，更無法藉由「傳導」的方式送走熱量。因此，多 層膜隔熱方式（如覆蓋金箔在人造衛星或探測船）相當常見，利用金箔控制熱輻射。
隔熱（Heat Pipe）在各方面的應用（一）–衣著與建築物
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
衣著
衣物的目的在於維持人體的體溫，為了移除過多體熱，衣物必須讓汗水順利蒸發，藉由汗水蒸發時自人體吸收汽化熱來降溫。當人們活動或處於高溫下時，衣料將會因為身體的活動而有所起伏，並產生氣流，可加速汗水的蒸發，且衣物可以微微的遮蔽人體，具有隔熱效果，使身體溫度略低於周圍環境。
節溫器 （Thermostat）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
「節溫器」，該裝置是用來調節系統的溫度，藉由控制熱的流向（流入或流出）以維持系統溫度接近於溫度的設定值。簡而言之，節溫器可轉換或啟動加熱、冷卻元件，以維持系統處於正確的溫度。
節溫器有許多不同的製造原理，以及使用不同的感測器來量測溫度，依據感測器的偵測結果進一步控制加熱或冷卻系統。
溫度計 （Thermometer）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
溫度計是一種運用各種原理來測量物體溫度的儀器，所使用的測溫材料一般來說須具備以下幾項特性：能在短時間內達到熱平衡；熱容量小；靈敏度須大；體積小；一致性。如此才能在不影響待測體的條件下，迅速且正確的量得溫度。
1593年義大利伽利略（Galileo Galilei）建造了第一支溫度計，使用空氣為測溫物質由玻璃泡內空氣的熱脹冷縮來指示溫度高低。因氣體體積隨溫度變化明顯。
溫度
國立彰化高級中學賴文哲教師
溫度(以T表示)通常可用來表示物體冷熱的程度，愈熱的物體溫度愈高。測量溫度高低使用溫度計，當溫度計與待測物體達到熱平衡時，即可顯示待測體的溫度。
若以人體的感覺而言，當物體溫度高出體溫越多，每秒傳給身體的能量也越多，就會感覺較熱。但因冷熱屬於感官知覺，人體與物體間並未達到熱平衡，故冷熱感覺依個人、物體比熱、傳熱能力之不同而有所差異。例如左手放入高溫的水中、右手放入低溫的水中一段時間，再同時放入中溫的水中，左右手便會感覺水溫不同；又如 手掌快速劃過火燄並不感覺炙熱。
就微觀上來說，溫度代表物體分子若運動的劇烈程度，亦即分子的平均動能。公式如下：
E=(3/2)kT E為分子平均動能，k為波茲曼常數
雲室（Cloud Chamber）─ 絕熱冷卻的應用
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
首張觀測到正電子存在的雲室照片。(圖片來源：維基百科)
「雲室」也就是一般所知的「威爾遜雲室（Wilson chamber）」，用於偵測離子化輻射（該輻射可以使氣體離子化）所產生的粒子軌跡。其最基本的形式，包含一個密封的空間，其中有過冷或過飽和的水或酒 精蒸汽，當α或β粒子與雲室中的混合物（蒸汽）產生作用後，將其軌跡上所碰撞的氣體離子化，所產生的離子，將扮演凝結核的角色，因此在離子的周圍將會產生薄霧（因為雲室中的混合氣體已達到凝結溫度），於高能的α或β粒子經過的路徑將聚集水滴，間接的將其路徑顯示出來。不同粒子的軌跡將有不同的形狀。例如，α粒子形成寬且直的軌跡，然而，電子相對較窄且容易產生偏折，當垂直磁場加在雲室中，正、負帶電粒子將往相反的方向偏折。
華氏溫標（Fahrenheit）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
華氏溫標（°F）是德國物理學家加布里埃爾•華倫海特（Daniel Gabriel Fahrenheit，1686 – 1736）所提出的一個溫標，其制定的方式有幾個不同版本的說法。據華氏自己的一篇文章中所述，在1724年他確定三個固定點的溫度，第一點是將溫度計放在水和氯化銨混合物中，等到穩定下來後，其溫度為華氏零度。第二點是用冰和水混合，其溫度為華氏32度。第三點是將體溫度計放在口中或腋下，其溫度為華氏96度（人體體溫經後人校準為98.6 °F）。華氏並指出利用這種方式，汞約在華氏600度時達到沸騰。另一種較有趣的說法是，以室外測量到的最低溫為零度，而以馬匹血液溫度為100度。
絕熱膨脹（Adiabatic Expansion）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
在熱力學中所謂的「絕熱過程(adiabatic process)」，指的是「整個過程中沒有熱量的轉換或進出」。「adiabatic」，源自希臘文的「adiabatos」，代表「not to be passed through」，若從字面上來看指的是「不能通行的（impassable）」，既然熱無法通行，在過程中自然無法產生熱的轉換。