La temperatura generalmente no se define en sistemas pequeños. Hay un par de significados de temperatura. Una es que describe la probabilidad de que el sistema esté en estados de energía diferente. Si un sistema tiene una temperatura, la probabilidad de estar en un estado depende de la energía E del estado proporcional a e ^ (- E / kT) donde k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura absoluta. ¿Qué pasa si las probabilidades no siguen ese patrón particular? Entonces el sistema no tiene una temperatura definida. Por lo general, un átomo individual no tiene una temperatura definida.
Una definición más básica de temperatura es que es la derivada de la energía U con respecto a la entropía S: T = dU / dS, en equilibrio térmico. Por lo general, esta definición ni siquiera tiene sentido, excepto para un gran sistema con muchas partes.
Fuente: http: //van.physics.illinois.edu/…
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