Suhu

Meniti sejarah, dua konsep serupa telah dikemukakan secara berasingan untuk menjelaskan tentang suhu, iaitu penjelasan secara termodinamik dan penjelasan mikroskopik berdasarkan fizik statistik. Oleh sebab konsep termodinamik adalah suatu ukuran yang bersifat makroskopik sepenuhnya, maka takrifan termodinamik bagi suhu, sebagaimana yang dinyatakan oleh Kelvin, dinyatakan sepenuhnya dalam bentuk pembolehubah empirik dan boleh diukur. Fizik statistik pula memberikan pemahaman yang lebih lanjut tentang termodinamik, iaitu dengan menggambarkan jirim sebagai sekumpulan zarah-zarah dengan bilangan yang banyak, lalu parameter termodinamik (iaitu makroskopik) diterbitkan daripada purata statistik parameter-parameter mikroskopik zarah-zarah tersebut.

Fizik statistik menunjukkan bahawa takrifan termodinamik bagi suhu sebenarnya boleh ditafsirkan sebagai ukuran purata tenaga-tenaga dalam setiap darjah kebebasan zarah-zarah dalam sistem termodinamik. Oleh sebab suhu digambarkan dalam bentuk statistik, sesuatu sistem haruslah mempunyai bilangan zarah yang sangat banyak untuk membolehkan takrifan suhu mempunyai pengertian yang berguna. Bagi bahan pepejal, tenaga ini biasanya didapati menerusi getaran-getaran atom pepejal tersebut daripada kedudukan asalnya. Dalam gas unggul monoatom, tenaga ini terhasil daripada pergerakan translasi zarah-zarah manakala bagi gas-gas bermolekul, pergerakan secara putaran atau getaran juga memberikan salah-satu daripada darjah kebebasan termodinamik.

Suhu merupakan sifat fizikal yang menjadi dasar kepada anggapan lazim panas dan sejuk. Sesuatu benda yang panas pada amnya mempunyai suhu yang tinggi, walaupun suhu bukanlah ukuran terus untuk haba. Suhu adalah satu daripada parameter utama dalam termodinamik. Jika tidak terdapatnya aliran haba di antara dua objek, ini bererti objek-objek tersebut mempunyai suhu yang sama. Haba akan mengalir daripada objek yang mempunyai suhu yang tinggi kepada objek dengan suhu yang rendah. Ini adalah susulan daripada salah satu hukum-hukum termodinamik.

Suhu diukur menggunakan termometer yang ditentukur pada banyak jenis skala suhu. Seantero dunia (kecuali Belize, Burma, Liberia dan Amerika Syarikat) menggunakan skala Celsius dalam kebanyakan pengukuran suhu. Dalam bidang sains pula, seluruh dunia menggunakan skala Celsius untuk mengukur suhu dan skala Kelvin untuk mengukur suhu termodinamik. Di Amerika Syarikat pula, skala Fahrenheit digunakan secara amnya oleh orang ramai untuk tujuan-tujuan biasa (industri, kaji cuaca, dan kerajaan). Dalam bidang-bidang kejuruteraan di Amerika Syarikat, skala Rankine digunakan terutamanya dalam disiplin-disiplin yang berkaitan dengan termodinamik seperti pembakaran.

Bagi sistem dengan isipadu malar yang berada dalam keseimbangan terma, suhu boleh ditakrifkan secara termodinamik oleh tenaga (E) dan entropi (S), iaitu:

${\displaystyle T\equiv {\frac {\partial E}{\partial S}}}$