温度は、系の分子の平均並進運動エネルギーの尺度である。 熱は一般に2つの単位のいずれかで表される：カロリーは古いメートル単位で、英国熱量単位（Btu）は米国で一般的に使用されている英語単位である。 科学者は熱をジュールという単位で表現します。ジュールはあらゆるエネルギーに使われる単位です。
固体状態の物質に熱が加えられると、物質の分子は運動エネルギーを得て、物質の温度は上昇します。 その物質の単位質量当たりの温度を1度上げるのに必要な熱量を物質の比熱という。 カロリーとBtuの定義が違うので、どの物質の比熱もどちらの測定法でも同じになる。 たとえば、水の比熱は摂氏1度あたり1グラムあたり1カロリーである。すなわち、1グラムの水の温度を摂氏1度上げるには1カロリーの熱が必要であり、華氏1度あたり1ポンドあたり1Btuでもある。
固体はある温度に達すると、液体に変わる。 この温度は物質の特定の特性であり、その融点と呼ばれる。 固体と液体の転移が起こっている間、温度には変化がない。 加えられた熱はすべて、液体状態に関連する内部位置エネルギーに変換される。 ある物質の1単位の質量を固体から液体に変えるのに必要な熱量は、その物質の融解熱、または潜熱と呼ばれる。 潜熱も比熱と同様に、特定の物質の性質である。 氷から水への融解潜熱は1グラムあたり80カロリーである。
物質が固体から液体に完全に変化した後、さらに熱を加えると、沸点（与えられた物質が液体から気体に変化する特定の温度）に達するまで温度が上昇する。 液体-気体転移の間、温度は変化が完了するまで一定である。 気化熱、または気化潜熱は、物質の1単位の質量を液体から気体に変えるために加えなければならない熱である
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