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Wir betrachten eine reversibel zwischen den Temperaturen T_w und T arbeitende Maschine. Aus Gl. (3-10) wissen wir, dass in diesem Fall

(3-11)

ist. Aufder Grundlage dieser Beziehung, also anhand des Wirkungsgrads einer Wärmekraftmaschine, definierte Kelvin die thermodynamische Temperaturskala.Wir stellen uns dazu eine Wärmekraftmaschine vor, bei der das warme Reservoir eine bekannte Temperatur besitzt, während das kalte Reservoir das Objekt ist, dessen Temperatur zu messen ist. Die gesuchte Temperatur ergibt sich dann aus einer Messung des Wirkungsgrads der Maschine. Die Kelvinskala (die ein Spezialfall der thermodynamischen Temperaturskala ist) ist so festgelegt, dass das warme Reservoir die Temperatur des Tripelpunkts von Wasser besitzt, die als exakt 273.16 K definiert wird. Wenn man für eine solche Wärmekraftmaschine einen Wirkungsgrad von 0.20 misst, so ist die Temperatur des kalten Reservoirs 0.80 · 273.16 K = 220 K. Dieses Ergebnis hängt nicht vom Arbeitsmedium der Wärmekraftmaschine ab.

Abb. 3-9 Ein allgemeiner Kreisprozess lässt sich in eine Anzahl von Carnot-Prozessen zerlegen. Diese Zerlegung gilt exakt im Grenzfall infinitesimal kleiner Carnot-Teilprozesse. Im Inneren des Kreises heben die verschiedenen Teilprozesse einander auf, übrig bleibt nur die Peripherie des Kreises – dies ist eine umso bessere Näherung, je mehrTeilprozesse man bildet. Da die Entropieänderung für einen vollständigen Umlauf jedes einzelnen Kreisprozesses gleich null ist, wird auch das Integral über die Entropie entlang der Peripherie null.