Чтобы подойти к понятию абсолютной температуры, повторим рассуждения, которыми руководствовался Томсон-Кельвин, но вместо идеальной тепловой машины Карно, которой он пользовался, применим идеальную холодильную машину. Такой ход рассуждений ничего не меняет в принципе, но для нашей цели он удобнее.
Итак, представим холодильную машину Карно (т. е. идеальную машину, предназначенную для отвода теплоты от тела, имеющего температуру T0 ниже температуры окружающей среды ТОС>T0, на уровень Tос). Сама энергия не может непосредственно в форме теплоты перейти от менее нагретого тела к более нагретому; холод, как мы знаем, "сам" не получается. Поэтому в идеальной холодильной машине необходимо затратить для ее работы некоторую работу L. Эта работа будет минимально возможной для выполнения задачи (ведь машина идеальная).
Схема такой машины, работающей в соответствии с идеей Карно (по обратному, т. е. холодильному, циклу Карно), показана на рис. 2.8. Самый простой ее вариант - это цилиндр с поршнем, в котором рабочее тело (например, воздух) может сжиматься под действием поршня или расширяться, воздействуя на него. В первом случае работа затрачивается, во втором - производится. На рисунке показаны последовательно четыре положения поршня, соответствующие четырем процессам, составляющим цикл. Положение 1 повторено дважды, чтобы нагляднее показать, как замыкается цикл, возвращаясь к исходной точке.
В процессе 1-2 Газ, находящийся при температуре окружающей среды T0 с, сжимается за счет затраты работы Lr. При этом от цилиндра отводится в окружающую среду теплота Q2 в таком количестве, чтобы температура рабочего тела не возрастала (такой процесс при постоянной температуре называется изотермическим). Здесь пара цилиндр-поршень работает как компрессор.
