Temperatur er en måling av den gjennomsnittlige kinetiske energien til molekylene i et stoff og kan måles ved hjelp av tre forskjellige skalaer: Celsius, Fahrenheit og Kelvin. Uavhengig av skalaen som brukes, viser temperaturen sin effekt på materie på grunn av forholdet til kinetisk energi. Kinetisk energi er bevegelsesenergien og kan måles som bevegelsen av molekyler i et objekt. Å undersøke innvirkningen av forskjellige temperaturer på kinetisk energi identifiserer dens effekter på de forskjellige tilstandene av materie.
Frysepunktet eller smeltepunktet
Et fast stoff består av molekyler som er tett pakket sammen, og derved gir objektet en stiv struktur som er motstandsdyktig mot endring. Når temperaturen stiger, begynner den kinetiske energien til molekylene i det faste stoffet å vibrere, noe som reduserer tiltrekningen av disse molekylene. Det er en temperaturterskel, referert til som smeltepunktet, der vibrasjonen blir tilstrekkelig til å få faststoffet til å skifte til væske. Smeltepunktet identifiserer i sin tur også temperaturen der væsken vil skifte tilbake til det faste stoffet, så det er også frysepunktet.
Koke- eller kondenspunktet
I en væske er molekyler ikke så tett komprimert som i et fast stoff, og de kan bevege seg rundt. Dette gir væske den viktige egenskapen ved å kunne ta formen på beholderen der den holdes. Når temperaturen - og dermed den kinetiske energien - til en væske øker, begynner molekylene å vibrere raskere. De når da en terskel der energien deres blir så stor at molekylene slipper ut i atmosfæren, og væsken blir til en gass. Denne temperaturterskelen kalles kokepunktet hvis endringen er fra væske til gass når temperaturen øker. Hvis endringen er fra gass til væske når temperaturen faller under den, er det kondenspunktet.
Kinetic Energy of Gases
Gasser har den høyeste kinetiske energien i enhver tilstand av materie og forekommer dermed ved de høyeste temperaturene. Å øke temperaturen på en gass i et åpent system vil ikke endre tilstanden til materien ytterligere fordi gassmolekylene bare blir uendelig lenger fra hverandre. I et lukket system vil imidlertid økning av temperaturen på gasser føre til en økning i trykk som skyldes til at molekylene beveger seg raskere og den økte frekvensen av molekylene som treffer sidene av container.
Effekt av trykk og temperatur
Trykk er også en faktor når man undersøker effekten av temperatur på de forskjellige tilstandene av materie. I følge Boyles lov er temperatur og trykk direkte relatert, noe som betyr at en økning i temperatur resulterer i en tilsvarende økning i trykk. Dette er igjen forårsaket av økningen i kinetisk energi assosiert med økende temperatur. Ved tilstrekkelig lave trykk og temperaturer kan fast stoff omgå væskefasen og omdannes direkte fra et fast stoff til en gass gjennom en prosess som kalles sublimering.