절대온도 0K 유도

절대 온도의 단위는 켈빈(K)이다. 절대 온도는 0 K에서 시작하고, 그 아래로는 내려가지 않는다. 이 절대 온도 0 K 를 우리가 많이 쓰는 섭씨 온도로 표현하면 약 -273 도이다. 이 온도를 어떻게 계산할 수 있을까 ?

샤를의 법칙을 보자. 샤를의 법칙이란 압력이 일정할 때, 기체의 부피와 온도는 비례한다는 법칙이다. 그리고 1 도 오를 때마다 기체의 부피는 0 도일 때의 부피의 1/273 씩 증가한다. 이를 수식으로 표현하면 이렇다.

(V : 현재 부피, V0 : 0 도일 때 기체 부피, Tc : 섭씨 온도)

V0 로 묶으면

그런데, V 는 부피이므로, 0 보다 작을 수 없다. 곧 V >=0 가 성립해야 하므로,

가 된다. 결국 섭씨 온도는 -273 도 밑으로 내려갈 수 없고, 이는 곧 절대 온도 0 K 를 뜻한다. 따라서 절대 온도 0 K 는 섭씨 온도로 -273 도와 같다. 그리고 절대 온도 1 K 차이와 섭씨 온도 1 도 차이는 같기 때문에 이 둘 사이에 다음과 같은 변환 공식이 성립한다.