Открытие Лорда Кельвина

Вопросом о смысле температуры заинтересовался Томсон (впоследствии лорд Кельвин), который в 1848 г. обнаружил, что из теоремы Карно можно сделать простой, но очень важный вывод. Кельвин заметил, что если работа цикла Карно зависит только от температур нагревателя и холодильника, то это позволяет установить новую температурную шкалу, которая не зависит от свойств рабочего тела. На цикл Карно можно смотреть как на устройство, которое позволяет измерять отношение двух температур Т₁ и Т₂. Для этого надо использовать равенство

Измеряя отношение количеств теплоты, взятой от нагревателя и отданной холодильнику (или, что то же, измеряя отношение работ в двух изотермических этапах Карно), мы получаем отношение температур нагревателя и холодильника.

Таким образом, цикл Карно, если его можно провести между двумя телами (используя одно тело в качестве нагревателя, а другое в качестве холодильника), позволяет определить отношение температур этих двух тел. Шкала температур, определенная таким образом, называется термодинамической шкалой температур. Чтобы сама термодинамическая температура (а не только отношение) имела определенное значение, надо выбрать какое-то число для одной точки новой термодинамической шкалы: одно численное значение температуры должно быть задано произвольно. После этого все основные значения определяются в принципе с помощью цикла Карно.

К сожалению, при всей красоте теоретического построения шкалы Кельвина практически реализовать цикл Карно очень трудно. Трудно реализовать обратимый цикл, трудно избавиться от потерь. Измерять температуру надо научиться как-то иначе.