3.1: Ley Ceroth de la Termodinámica

Quizás el concepto más simple de temperatura es considerarla como una función potencial cuyo gradiente determina la dirección y velocidad de flujo de calor. Si el calor fluye de un cuerpo a otro, el primero está a una temperatura más alta que el segundo. Si no hay flujo neto de calor de un cuerpo a otro, los dos cuerpos están en equilibrio térmico, y sus temperaturas son iguales.

Podemos ir más allá y afirmar que

Si dos cuerpos están por separado en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, entonces también están en equilibrio térmico entre sí.

Según el gusto, se puede considerar esto como un truismo de la máxima trivialidad o como una ley fundamental de la más profunda significación. Quienes la vean como esta última se referirán a ella como la Ley Ceroth de la Termodinámica (aunque el "cero" sí suena un poco como una admisión de que se agregó como una idea de último momento a las otras leyes “reales” de la termodinámica).

Podríamos imaginar que el tercer cuerpo es un termómetro de algún tipo. De hecho ni siquiera necesita ser un termómetro calibrado con precisión. Insertamos el termómetro en uno de nuestros dos cuerpos (aquí no estamos pensando particularmente en cuerpos humanos), e indica algo de temperatura. Después lo insertamos en el segundo cuerpo. Si indica la misma temperatura que se indica para el primer cuerpo, entonces la Ley Ceroth afirma que, si ahora colocamos nuestros dos cuerpos en contacto entre sí, no habrá flujo neto de calor de uno a otro. Existe alguna medida que los tres cuerpos tienen en común y que dicta que no hay flujo neto de calor de uno a otro, y los tres cuerpos están en equilibrio térmico. Esa medida es lo que llamamos su temperatura.

Para algunos, esto sonará como decir: "si A y C están a la misma temperatura, y si B y C están a la misma temperatura, entonces A y B están a la misma temperatura”. Otros, de inclinaciones filosóficas, pueden querer perseguir el concepto a mayor rigor. En cualquier caso, en cualquier nivel de rigor que se utilice, lo que establece la Ley Ceroth es la existencia de alguna cantidad llamada temperatura, pero en realidad no nos dice cómo definir cuantitativamente una escala de temperatura. Es como si hubiéramos establecido la existencia de algo llamado “longitud” o “masa”, pero aún no hemos especificado realmente cómo medirlo o en qué unidades expresarlo. Podríamos, por ejemplo, discutir los conceptos de “longitud” o de “masa” describiendo una prueba para mostrar si dos longitudes, o dos masas, eran iguales, pero sin desarrollar ninguna unidad para expresar dichos conceptos cualitativamente. Ahí, creo, es donde nos deja la Ley Ceroth.