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熱力學
經典的卡諾熱機 T（熱庫）、Q（熱量）、W（功） H（高溫）、C（低溫）
分支 經典 統計 化學 量子熱力學 平衡 / 非平衡
定律 第零 第一 第二 第三
系統 封閉系統 孤立系統 狀態 狀態方程 理想氣體 實際氣體 相 / 物質狀態 平衡 控制體積 儀器（英語：Thermodynamic instruments） 過程 等壓 等體 等溫 絕熱 等熵 等焓 准靜態 多方 自由膨脹 可逆 不可逆 內可逆 循環 熱機 熱泵 熱效率
系統性質 性質圖 強度和廣延性質 狀態函數 （斜體共軛物理量） 溫度 / 熵 熵的簡介（英語：Introduction to entropy） 壓強 / 體積 化學勢 / 粒子數 蒸氣品質 簡化性質 過程函數 功 熱
材料性質 比熱容  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \mathrm{\partial }S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \mathrm{\partial }T}$ 壓縮性  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \mathrm{\partial }V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \mathrm{\partial }p}$ 熱膨脹  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \mathrm{\partial }V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \mathrm{\partial }T}$ 性質資料庫
方程 卡諾定理 克勞修斯定理 基本關係 理想氣體定律 麥克斯韋關係 昂薩格倒易關係 布里奇曼熱力學方程 熱力學方程表
勢 自由能 自由熵 內能 ${\displaystyle U(S,V)}$ 焓 ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ 亥姆霍茲自由能 ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ 吉布斯能 ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
歷史／文化 哲學 熵與時間 熵與生活 布朗棘輪 麥克斯韋妖 熱寂佯謬 洛施密特佯謬 協同學 歷史 總史 熱 熵 氣體定律 永動機 理論 熱質說 活力 熱動說 熱功當量 動力 關鍵著作 《論摩擦激起的熱源》 《關於多相物質平衡》 《論火的動力（英語：Reflections on the Motive Power of Fire）》 年表 熱力學 熱機
科學家 昂薩格 伯努利 迪昂 亥姆霍茲 吉布斯 焦耳 卡拉西奧多里 卡諾 克拉佩龍 克勞修斯 蘭金 馮·邁爾 麥克斯韋 斯米頓 斯塔爾 克耳文男爵湯姆森 倫福德伯爵湯普森 沃特斯頓
閱 論 編

熱力學溫標，又稱克耳文溫標、絕對溫標，簡稱克氏溫標，凱氏溫標，是一種標定、量化溫度的方法。它對應的物理量是熱力學溫度，或稱克氏度，符號為K，為國際單位制中的基本物理量之一；對應的單位是克耳文（英語：Kelvin），符號為K。熱力學溫標是由第一代克耳文男爵威廉·湯姆森於1848年利用熱力學第二定律的推論卡諾定理引入的。它是一個純理論上的溫標，因為它與測溫物質的屬性無關。

熱力學溫度又被稱為絕對溫度，是熱力學和統計物理中的重要參數之一。一般所說的絕對零度指的便是0K，對應-273.15°C或-459.67°F。

國際度量衡委員會建議採用玻爾茲曼常數來定義熱力學溫度單位克耳文（K）。2019年5月20日起，1克耳文被定義為「對應玻爾茲曼常數為${\displaystyle 1.380649\times {10}^{-23}J\cdot K^{-1}}$的熱力學溫度」。^[1]

熱力學溫標可以通過下列過程引入^[2][3]：

假設一個卡諾熱機在高溫熱源（溫度${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_1}$ ）和低溫熱源（溫度${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_2}$ ）之間工作，並且在高溫熱源吸收熱量${\displaystyle Q_1}$，向低溫熱源放出熱量${\displaystyle Q_2}$，其間向外界作功${\displaystyle W}$。那麼，可逆熱機的效率${\displaystyle \eta }$ 可以表示為：

${\displaystyle {\eta }_{12}=\frac{|W|}{|Q_1|}=\frac{|Q_1|-|Q_2|}{|Q_1|}=1-\frac{|Q_2|}{|Q_1|}}$

卡諾定理指出，可逆循環的效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關，而與工作物質（工質）或工作路徑等其它因素無關。也就是說，${\displaystyle {\eta }_{12}}$ 僅僅是溫度${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_1}$ 和${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_2}$ 的函數。為了方便下面的推導，不妨設：

${\displaystyle f({\mathrm{\Theta }}_1,{\mathrm{\Theta }}_2)=1-{\eta }_{12}=\frac{|Q_2|}{|Q_1|}}$。

另外，對於任意三個溫度${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_1}$、${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_2}$、${\displaystyle {\mathrm{\Theta }}_3}$ 的熱源，考慮${\displaystyle 1\to 3\to 2}$ 和${\displaystyle 1\to 2}$ 兩個可逆過程。不妨設兩個過程中，熱機都從1號熱源吸收了相同的熱量${\displaystyle Q_1}$。另外，把兩個過程中，熱機最終釋放給2號熱源的熱量分別記為${\displaystyle Q_2}$ 和${\displaystyle Q_2^{\prime }}$ ，把${\displaystyle 1\to 3}$過程中，熱機釋放給3號熱源的熱量記為${\displaystyle Q_{3in}}$，把${\displaystyle 3\to 2}$過程中，熱機吸收自3號熱源的熱量記為${\displaystyle Q_{3out}}$。為了保證兩個過程的可逆性，

• 必須有${\displaystyle Q_{3in}=Q_{3out}\equiv Q_3}$。
• 必須有${\displaystyle Q_2=Q_2^{\prime }}$。

否則都將意味著熱機運作過程中，有熱量散失或有新的能量進入系統，這都違反了卡諾定理。

由此，容易證明：

${\displaystyle f({\mathrm{\Theta }}_1,{\mathrm{\Theta }}_2)=\frac{|Q_2|}{|Q_1|}=\frac{|Q_2|/|Q_3|}{|Q_1|/|Q_3|}=\frac{f({\mathrm{\Theta }}_3,{\mathrm{\Theta }}_2)}{f({\mathrm{\Theta }}_3,{\mathrm{\Theta }}_1)}\equiv \frac{\psi ({\mathrm{\Theta }}_2)}{\psi ({\mathrm{\Theta }}_1)}}$

（其中${\displaystyle \psi (\mathrm{\Theta })}$為形式可選擇的普適函數）

可以觀察到，${\displaystyle \psi (\mathrm{\Theta })=\mathrm{\Theta }}$ 是可取的一種形式。即，${\displaystyle f({\mathrm{\Theta }}_1,{\mathrm{\Theta }}_2)=\frac{{\mathrm{\Theta }}_2}{{\mathrm{\Theta }}_1}}$。

由於定義式只給出了兩個溫度的比值，仍需要一個標準點。1954年國際度量衡大會決定，取水的三相點（273.16K）作為標準點，作為熱力學溫標的定義。

通過推導過程，可以注意到：由於卡諾定理中，熱量交換做功是與測溫物質無關，所以通過上述方法取定的溫標${\displaystyle \mathrm{\Theta }}$（熱力學溫標）也與測溫物質無關。

	從克氏溫標換算至其他溫度單位	從其他溫度單位換算至克氏溫標
攝氏溫標	${\displaystyle {}^{\circ }\text{C}=\text{K}-273.15}$	${\displaystyle \text{K}={}^{\circ }\text{C}+273.15}$
華氏溫標	${\displaystyle {}^{\circ }\text{F}=\frac{9}{5}\text{K}-459.67}$	${\displaystyle \text{K}=\frac{5}{9}({}^{\circ }\text{F}+459.67)}$

• 克耳文

• 溫度單位
• 熱力學

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