Ở nhiệt độ nào các nguyên tử không chuyển động nữa?
Không ở nhiệt độ nào cả. Người ta đã cố hạ thấp nhiệt độ đến mức có thể, nhưng các nguyên tử vẫn có các chuyển động dao động, quay và dịch chuyển đặc trưng của chúng. Nhưng người ta có thể làm chúng dịu hẳn đi: ở nhiệt độ 0 tuyệt đối, tức - 273,150C, chúng đều ở tạng thái giống nhau gọi là trạng thái cơ bản. Để minh họa cấu hình cực đoan này, ta có thể lấy ví dụ về một trung đoàn trong đó mỗi người lính là một nguyên tử. Ở nhiệt độ cao, sự chuyển động nhiệt trung bình của các nguyên tử, tức là nhiệt độ có thể so sánh với tỷ lệ máu có rượu của các thành viên trong đoàn. Ai cũng biết một đội quân say khướt không bước đúng nhịp. Ngoài những người lê bước chậm trễ, có những người lệch sang phải hoặc sang trái, nhiều hay ít tuỳ theo tâm trạng của họ. Người chỉ huy thường xuyên quay lại để giám sát họ có thể bắt gặp họ ở mọi tư thế khả dĩ có thề hình dung: hai ở bên phải, một ở bên trái, năm ở trong hàng, hoặc ba ở bên trái, hai ở bên phải, ba ở trong hàng: Họ càng say thì số hình dạng mà người chỉ huy bắt gặp càng nhiều. Ít ra điều đó cũng gây lộn xộn... Tương tự, nhiệt độ càng cao, các nguyên tử càng chuyển động mạnh và dễ di chuyển theo cách khác nhau. Số cấu hình khả dĩ chỉ ra một hệ hỗn độn tới mức nào. Nhưng rõ ràng là sự hỗn độn này tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
Trên thực tế, vô số trạng thái khả dĩ mà một hệ có thể có là một khái niệm quan trọng đối với các nhà vật lý: đó là entropi[1] của hệ. Ở độ không tuyệt đối, không có entropi cũng như sự hỗn độn. Vì vậy, thang mà Lord Kelvin xác định từ trước để định ra hiệu suất tối đa của một máy nhiệt có tầm quan trọng sâu sắc hơn nhiều. Điều gì diễn ra ở các nguyên tử và những ngườ lính? Có thể nói rằng cái lạnh làm tỉnh hẳn rượu. Các nguyên tử buộc phải ở mức năng lượng thấp nhất giống nhau là trạng thái cơ bản. Kết quả là ở các nguyên tử chỉ có một cấu hình. Còn trong đoàn quân, mỗi người đã lấy lại tinh thần và bước theo nhịp.
Người chỉ huy đã cố quay lại giám sát nhưng không có ai lệch hàng: độ lộn xộn bằng 0. Entropi của một hệ nào đó bằng 0 thì nó ở nhiệt độ - 273,150C. Giá trị này của nhiệt độ đảm bảo một entropi bằng 0 ở tất cả các nguyên tử dù chúng như thế nào. Vì vậy ta hiểu ý nghĩa sâu sắc của thang nhiệt độ tuyệt đối mà Kelvin đã xác định trước đó.
