A hőmérséklet egy molekula átlagos mozgási energiájának mérése egy anyagban, és három különböző skála segítségével mérhető: Celsius, Fahrenheit és Kelvin. Függetlenül az alkalmazott skálától, a hőmérséklet kinetikus energiához való viszonya miatt megmutatja hatását az anyagra. A kinetikus energia a mozgás energiája, és a molekulák egy objektumon belüli mozgásaként mérhető. A különböző hőmérsékletek kinetikus energiára gyakorolt hatásának vizsgálata azonosítja annak hatását az anyag különböző állapotaira.
Fagyás vagy olvadáspont
A szilárd anyag szorosan egymásba pakolt molekulákból áll, ezáltal az objektumnak merev szerkezete van, amely ellenáll a változásnak. A hőmérséklet emelkedésével a szilárd anyagban lévő molekulák kinetikus energiája rezegni kezd, ami csökkenti ezen molekulák vonzerejét. Van olyan hőmérsékleti küszöb, amelyet olvadáspontnak neveznek, és amelynél a rezgés elegendővé válik ahhoz, hogy a szilárd anyag folyadékká váljon. Az olvadáspont pedig azonosítja azt a hőmérsékletet is, amelynél a folyadék szilárd anyaggá változik, tehát egyben fagyáspont is.
Forrás- vagy kondenzációs pont
Egy folyadékban a molekulák nincsenek olyan szorosan összenyomva, mint egy szilárd anyagban, és mozoghatnak. Ez biztosítja a folyadéknak azt a fontos tulajdonságot, hogy képes legyen kialakítani a tartály alakját, amelyben tartják. Amint egy folyadék hőmérséklete - és így a kinetikus energiája - növekszik, a molekulák gyorsabban rezegni kezdenek. Ezután elérik azt a küszöböt, amelynél energiájuk olyan nagy lesz, hogy a molekulák a légkörbe menekülnek, a folyadék pedig gázzá válik. Ezt a hőmérsékleti küszöböt forráspontnak nevezzük, ha a hőmérséklet növekedésével folyadékról gázra változik. Ha gázról folyadékra változik, amikor a hőmérséklet alá csökken, akkor ez a kondenzációs pont.
A gázok kinetikus energiája
A gázoknak minden anyagállapotban a legnagyobb a kinetikus energiája, és így a legmagasabb hőmérsékleten fordulnak elő. A nyílt rendszerben lévő gáz hőmérsékletének növelése nem változtatja meg tovább az anyag állapotát, mert a gázmolekulák csak végtelenül távolabb kerülnek egymástól. Zárt rendszerben azonban a gázok hőmérsékletének növelése az esedékes nyomás növekedését eredményezi a gyorsabban mozgó molekulákra és a molekulák megnövekedett frekvenciájára ütközik a tartály.
A nyomás és a hőmérséklet hatása
A nyomás is tényező, ha megvizsgáljuk a hőmérséklet különböző anyagállapotokra gyakorolt hatását. Boyle törvénye szerint a hőmérséklet és a nyomás közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz, vagyis a hőmérséklet emelkedése a nyomás megfelelő növekedését eredményezi. Ezt ismét a hőmérséklet növekedésével járó kinetikus energia növekedése okozza. Megfelelően alacsony nyomáson és hőmérsékleten a szilárd anyag megkerülheti a folyékony fázist, és a szilárd anyagból közvetlenül gázzá alakulhat a szublimációnak nevezett folyamat révén.