Η θερμοκρασία είναι μια μέτρηση της ενέργειας, με υψηλότερες θερμοκρασίες που υποδηλώνουν περισσότερη κίνηση μορίων ή κινητική ενέργεια. Οι κοινές κλίμακες περιλαμβάνουν τις κλίμακες Φαρενάιτ και Κελσίου, με την καθεμία να έχει έναν γνωστό αριθμό βαθμών ή αυξήσεων μεταξύ των σημείων πήξης και βρασμού του νερού. Μια απόλυτη κλίμακα δεν χρησιμοποιεί το ίδιο σημείο αναφοράς, αλλά βασίζεται στο μηδέν ως θεωρητική τιμή όπου τα μόρια δεν έχουν κινητική ενέργεια. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το απόλυτο μηδέν δεν μπορεί ποτέ να επιτευχθεί, γιατί ως υπολογισμένη τιμή δεν υπάρχει τρόπος να μετρηθεί.
Ο Βρετανός φυσικός William Thomson, ή Λόρδος Kelvin, δημιούργησε μια απόλυτη κλίμακα τη δεκαετία του 1840. Στην κλίμακα Κελσίου του, το νερό παγώνει σε θερμοκρασία 0°C και βράζει στους 100°C. Ο Kelvin υπολόγισε ότι το απόλυτο όριο χαμηλής θερμοκρασίας είναι περίπου -273°C, ονομάζοντας αυτό το σημείο μηδέν της κλίμακας του. Η κλίμακα του χρησιμοποιούσε τις ίδιες αυξήσεις θερμοκρασίας με την κλίμακα Κελσίου και ονομάστηκε κλίμακα Κέλβιν από αυτόν.
Ο William Rankine πρότεινε μια απόλυτη κλίμακα στη δεκαετία του 1850 με βάση το σύστημα Fahrenheit και όχι Κελσίου. Σε αυτήν την κλίμακα, το νερό παγώνει σε θερμοκρασία 32°F και βράζει στους 212°F. Βάσισε την κλίμακα του στο ίδιο θεωρητικό σημείο μηδέν με το Kelvin, το οποίο είναι περίπου -459°F, και αυτό είναι γνωστό ως κλίμακα Rankine.
Μια θερμοκρασία απόλυτης κλίμακας ορίζει την κίνηση των μορίων και όχι μια μέτρηση της θερμικής ενέργειας. Καθώς η ενέργεια σε ένα αέριο αυξάνεται ή μειώνεται, η πίεση θα αλλάξει για τα αέρια που φυλάσσονται σε ένα σφραγισμένο δοχείο. Ο προσδιορισμός της ιδιότητας των αερίων περιλαμβάνει μετρήσεις θερμοκρασιών και πιέσεων σε σύγκριση με γνωστές τυπικές τιμές, με το απόλυτο μηδέν ως αναφορά. Αυτές οι ιδιότητες μπορεί να είναι σημαντικές για την ανάλυση μιγμάτων αερίων ή ιδιοτήτων αερίων ή άλλων υλικών σε κρυογονικές ή εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
Μια άλλη ιδιότητα των υλικών είναι το τριπλό σημείο τους. Αυτή είναι μια θερμοκρασία και πίεση όπου το υλικό μπορεί να υπάρχει και στις τρεις φάσεις. στερεά, αέρια και υγρά. Ένα παράδειγμα τριπλού σημείου είναι το νερό, το οποίο έχει τριπλό σημείο στους 273°K, το οποίο είναι το ίδιο με το κανονικό σημείο πήξης των 32°F ή 0°C. Αυτό εξηγεί πώς μπορεί να σχηματιστεί παγετός τις κρύες νύχτες, επειδή τα μόρια του νερού κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορούν να μετακινηθούν απευθείας από μια αέρια κατάσταση σε ένα στερεό ή το αντίστροφο.
Η διαδικασία μετάβασης από το στερεό απευθείας στο αέριο ονομάζεται εξάχνωση. Τα παγάκια που εξαφανίζονται αργά στην κατάψυξη εξαχνώνουν το νερό απευθείας σε ατμό από στερεό πάγο. Μια άλλη κοινή χημική ουσία που εξαχνώνεται είναι ο ξηρός πάγος ή το παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο αλλάζει απευθείας από στερεό σε αέριο χωρίς να λιώνει. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να είναι χρήσιμη για βιομηχανικές διεργασίες χαμηλής θερμοκρασίας ή ψύξη, όπου τα υγρά θα μπορούσαν να δημιουργήσουν προβλήματα χειρισμού.
Πολλές ουσίες έχουν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες τριπλού σημείου, γεγονός που καθιστά σημαντική μια απόλυτη κλίμακα για τη μέτρησή τους. Ο διαχωρισμός των αερίων για βιομηχανικούς σκοπούς απαιτεί πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, που συχνά μετρώνται σε απόλυτες τιμές. Αέρια όπως το ήλιο έχουν ένα τριπλό σημείο πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν, γεγονός που το καθιστά χρήσιμο ως αναφορά για άλλα αέρια.