在物理学中，声、光、电、力和热是主要的研究方向。在古代，许多学者研究“热现象”。但是没有人确切知道最早的1000年是在错误的道路上。因此，“物质为什么有温度”看起来很简单，但实际上却很复杂。到底发生了什么？

今天，让我们来谈谈这个问题。

热量理论

在欧洲中世纪，当时的学者认为“热现象”的本质是所谓的“热质”，即热量理论。这个理论认为热是一种类似于空气体的物质，它看不见、摸不着或附着在物体上，因此物体可以显示温度。

这种想法实际上非常符合我们日常生活中的直觉，普通人很难反驳这种说法。但它也能解释一些现象，如热传递。当高温物体与低温物体接触时，热量最终会变得均匀，这表明部分“热质”从高温物体转移到低温物体。

然而，后来发现热量理论也有缺陷。让我们举个例子。冬天，天气相对寒冷。这时，我们会习惯性地搓手。在搓手的过程中，会产生热量。在整个过程中，没有物质的转移，只有手掌之间的相对运动。

热量的本质是能量。

因此，热量理论面临前所未有的挑战。后来，经过几代学者的研究，他们认为热不是一种物质，而是一种能量。以文章中提到的“搓手”为例，在搓手的过程中，手掌在相对运动时会产生摩擦，在摩擦的方向上会产生位移，即做功，所以热量来自于摩擦做功。这实际上与钻木取火的原因相同。

不仅如此，还有一个叫焦耳的酿酒师。为了使啤酒味道更好，他做了一个非常棒的温度计。他对热现象特别着迷，并且已经研究了很多年。

因为他是一个酿酒师，所以他对能量转换的问题特别着迷。有必要知道传热和作功的方法可以改变物质系统的能量，这意味着传热和作功之间存在一定的转换关系。因此，他最终通过大量实验建立了转换关系。

这也被称为热的机械等价物。焦耳当时的计算已经相对准确了。后来，我们规定了以下换算关系。

在研究这个过程中，焦耳还得到了众所周知的能量守恒定律，现在有一种能量单位以他的名字命名。

“热现象”的微观解释

事实上，科学家们并没有就此止步，对“热现象”的研究后来更深入了。科学家还从微观角度发现了“热现象”的本质。在焦耳时代，他和物理学家开尔文一起工作，获得热力学温标。对应于这个温标的物理量是开尔文温度，用符号k表示。我们在日常生活中使用摄氏温标，两者实际上可以相互转化。开尔文零度是绝对零度，摄氏零下273.15度。因此，两者之间的转换关系是:

这个动作会有移动速度。然而，在微观世界中，粒子如此之多，我们无法一一测量。科学家使用的方法是计算粒子的平均动能。他们发现粒子整体移动得非常快，也就是说，平均动能越高，温度越高。相反，粒子整体上移动缓慢，即平均能量越低，温度越低。

这样，热现象与微观粒子联系在一起。开尔文温度的绝对零度实际上是对应于粒子最低平均动能的温度。(再补充一句，根据热力学第三定律，绝对零度是不可能实现的。)

摘要

知道了这一点，我们就能回答我们最初的问题“为什么物质有温度？”。

在宇宙中，任何物质都是由粒子组成的，这意味着粒子中会有动能，所以这个物质的温度就是组成这个物质的粒子的平均动能。如果根本没有粒子，那就不是物质，当然也就没有温度的概念，例如:空和时间没有温度的一面。因此，只要它是一种物质，它就会对应于温度。