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
絕熱增溫（adiabnatic heating）與絕熱冷卻（adiabatic cooling）
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
「絕熱增溫」與「絕熱冷卻」，經常發生在氣體壓力產生變化的時候。絕熱增溫發生在氣體的壓力增加的時候，例如柴油引擎在運轉過程中，利用瞬間的增壓來提升氣體 的溫度，藉此點燃柴油。絕熱增溫也發生在地球大氣層中，當氣團高度減少時，因為氣壓的增加也會導致溫度的上升。例如自海洋吹來的風在越過中央山脈時，因為高度上升，在迎風面因為地形阻擋形成降雨，但越過山峰後，高度驟減，越靠近地面氣壓越大，產生絕熱增溫，空氣溫度上升，將形成「焚風」。
絕對零度（Absolute zero）
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
絕對零度為熱力學溫度的理論下限，即克氏溫標0 K，相當於攝氏-273.15度。
物體的溫度取決於物體內組成分子的動能，這些粒子的動能越高，物體的溫度就越高。降低這些粒子的動能也就降低了溫度。理論上來說，如果粒子的動能已經降為零，物體即達到絕對零度，以理想氣體來說，其體積也就縮小到零。實驗上，絕對零度永遠無法達到，但可無限逼近。雖然在實驗室環境中，可透過各種方式為一個系統降溫，但熱力學基本定律即說明了絕對零度永遠無法達到，由這同樣的原則，也可確定沒有任何機器的效率可以百分之一百。
風寒效應 （Wind Chill Temperature或Wind Chill Factor）
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
暴露在風中的皮膚，會感受到比當時氣溫更冷的效應。溫度是熱力學的一個指標，冷熱屬於人體的感覺，與皮膚散熱有關。一般來說大氣環境溫度低於體溫，風冷溫度總是低於空氣溫度。若大氣環境溫度高於體溫的情況下，有風會造成皮膚感覺到高於當時空氣溫度，則以熱指數來表示。
靜止狀態下，皮膚的周圍有一個熱邊界層，可能有幾個毫米厚，這邊界層的作用可作為一個熱的絕緣體。因為風會吹走邊界層，風越強則邊界層越薄，體熱以對流換熱的方式快速流失，因為皮膚溫度接近空氣溫度，因而感覺更冷。
負熱膨脹（Thermal Expansion）的應用與相關材料
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
負熱膨脹材料（Negative Thermal Expansion ，NTE)是一種物理化學的過程，當物體與多數物體受熱膨脹的變化不同，該物質遇熱體積反而收縮；具有這種不同性質的物體應用在a potential engineering, photonic, electronic, and structural applications. 例如，如果將NTE的物質與一般物體混合，將使該混合物變成零膨脹係數或近零膨脹係數的複合材料。
紅外線溫度計（infrared thermometer）
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
「紅外線溫度計」，乃利用物體所產生的黑體輻射量測量溫度，若同時利用雷射協助確定量測區域，有時也稱做雷射溫度計（laser thermometer），因為紅外線溫度計的量測過程不需要直接接觸被測物體，有時稱做非接觸性溫度計（有些溫度計必須直接接觸物體，如水銀溫度計、熱電偶溫度計）。紅外線溫度計藉由溫度計中的感測器，得知物體發出紅外線輻射的量與發射係數（emissivity），即可得知物體的溫度。
紅外線溫度計的基本元件包含聚焦用的透鏡，將待測物體的紅外線聚集在感應器上，並將紅外線的相關資料轉變成電子訊號，因為周圍環境也會輻射紅外線，溫度計必須針對室溫的變化進行調節，且考慮不同物質的發射係數後，將電子訊號放大後顯示溫度測量結果。
多層隔熱薄膜（Multi-layer Insulation, or MLI）﹝二﹞
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
MLI 中不同隔熱層之間可以無限制的靠近，只要之間沒有直接的熱接觸，導致熱傳導或對流的發生。為了減少薄膜的厚度與重量，薄膜內每一層盡量做薄、且對於熱輻射必須做到不透明（熱輻射無法穿透）。因為薄膜強度不需太大，因此常使用極薄、厚度約六微米左右的塑膠材質，如聚酯薄膜或聚酰亞胺膠帶，並在其中一面覆上金屬薄膜，提高反射率，最常用的金屬是銀。為了減少厚度，層與層之間必須盡量靠近，但接觸面不能太大以免產生熱傳導與對流，因此每一層會有部分突出或製造波紋，或者在層與層中間加上網子，藉此減少每層之間的接觸點。而最外層則使用較厚的塑膠材料以提供支撐，並且可加上更強韌的玻璃纖維進行強化。
多層隔熱薄膜（Multi-layer Insulation, or MLI）﹝一﹞
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
多層隔熱膜（或簡稱MLI）是利用多層薄膜組成以進行隔熱。主要功能在於減少因為熱輻射所導致的熱量損失，對於熱傳導與對流造成的熱損失，相較之下，功能較 差。因此，MLI較常使用在衛星或應用在真空環境中，因為這樣的環境中，熱輻射是主要的熱傳遞方式，熱傳導與對流較不明顯。MLI常以金箔的形式出現在許 多衛星（如華衛二號）表面與太空探測中。
卡諾循環（Carnot Cycle）
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
卡諾循環由法國工程師卡諾於1824年提出，依卡諾循環操作的引擎稱為卡諾熱機，卡諾循環包括以下四個步驟：
1.等溫膨脹，在這個過程中系統從環境中吸收熱量Q1；
2.絕熱膨脹，在這個過程中系統對環境中作功W1；
3.等溫壓縮，在這個過程中系統向環境中放出熱量Q2；
4.絕熱壓縮，系統恢復原來狀態，在這個過程中環境對系統作功W2。
其中Q1-Q2＝W1－W2 （將熱能轉為機械能）