kelvin | |
![]() Celsius / Kelvin termometer. | |
Informasjon | |
---|---|
System | Internasjonalt system ( baseenhet ) |
Enhet av… | Termodynamisk temperatur |
Symbol | K |
Eponym | William Thomson, Lord Kelvin |
Den kelvin (symbol k , som er oppkalt etter William Thomson nevnte Lord Kelvin), er den SI basisenheten av termodynamisk temperatur . Etter konvensjon er enhetsnavn vanlige navn og skrives med små bokstaver ("kelvin" ikke "Kelvin").
Før 20. mai 2019Den kelvin ble definert som den fraksjon 1 / 273,16 av den termodynamiske temperaturen for trippelpunktet for vann (H 2 O), En variasjon i temperatur på 1 K tilsvarer en variasjon av 1 ° C . Den nye definisjonen tar sikte på å respektere denne verdien, men ved å forankre den på en fast verdi av Boltzmann-konstanten .
I motsetning til graden Celsius er kelvin et absolutt temperaturmål som ble introdusert takket være det tredje prinsippet om termodynamikk . Temperaturen på 0 K er lik −273,15 ° C og tilsvarer absolutt null ( trippelpunktet for vann er derfor ved temperaturen 0,01 ° C ).
Kelvin, som ikke er et relativt mål, går aldri foran ordet "grad" eller symbolet "°", i motsetning til grader Celsius eller Fahrenheit .
Celsius temperaturskala er per definisjon den absolutte temperaturen som opprinnelig ble forskjøvet med 273,15 K :
med:Vi utleder at:
Den gjensidige temperaturen er en parameter som ofte forekommer i formler. Fysikere bruker noen ganger parameteren β som:
med i kelvin og hvor er Boltzmann-konstanten .I praksis :
Dermed er 0 ° C = 273,15 K, 1 ° C = 274,15 K, etc.
Fra 1954 til 2019, innretningen av temperaturen på det internasjonale systemet og dets avledede enheter er, bestemt ved en internasjonal konvensjon, basert på den termodynamiske temperaturen for trippelpunktet for vann, TH 2 O
T= 273,16 K :
Fraksjonen 1 / 273.16 skyldes derfor valget av trippelpunktet for vann som referansepunkt og ønsket om å definere en temperaturenhet som gjør det mulig å finne de vanlige temperaturintervallene knyttet til de gamle temperaturskalaene. Selv om den nåværende offisielle definisjonen av graden Celsius er basert på den av kelvin, ble sistnevnte etablert senere.
Historisk sett var referansepunktene som ble valgt for å konstruere temperaturskalaene, frysetemperaturen til vannet, som definerer null, og koketemperaturen, fast til 100. Disse to punktene definerte således en celsius- skala med stigning som er en hundredel av temperaturforskjellen disse to punktene. Denne temperaturskalaen har lenge vært forvekslet med Celsius-skalaen.
Begrepet termodynamisk temperatur , og implisitt den om absolutt temperatur , introduserer forestillingen om absolutt null , noe som gjør referansen til to punkter unødvendig. Et enkelt fast referansepunkt er tilstrekkelig. Trippelpunktet for vann, det vil si betingelsene der de tre tilstandene (væske, faststoff og gass) av vann eksisterer sammen , er et punkt med uforanderlig temperatur og trykk ( null varians ). Det utgjør derfor et grunnleggende fast referansepunkt, mer stabil enn for eksempel frysetemperaturen, som avhenger av mange parametere og som kan falle til -38 ° C for rent superkjølt vann .
Når dette referansepunktet er vedtatt, gjenstår det å definere intervallet til en kelvin som er fast som følger: Kelvin er brøkdelen 1 ⁄ 273,16 av den termodynamiske temperaturen til trippelpunktet for vann .
Dette blir igjen referansen for definisjonen av grad Celsius. Som et resultat av denne reformen reduseres sistnevnte til status for en enhet avledet fra det internasjonale systemet : enheten Celsius er per definisjon lik temperaturenheten kelvin, hvilket som helst temperaturintervall med samme numeriske verdi i de to. enheter.
Men på grunn av denne velgeenheten, den vanns kokepunkt ved normalt atmosfæretrykk ikke er fast ved 100 ° C, men ved 99,9839 ° C . Men dette valget fører til en svært liten åpning med verdien 100, holder den de gjeldende definisjoner av frysepunkter og vann som koker ved atmosfæretrykk: ca. 0 ° C til omtrent 100 ° C .
Strengt tatt tildeler bare den foreldede celsius-skalaen den nøyaktige verdien 100 til temperaturen på dette kokepunktet.
I 2005 ble definisjonen finpusset ved å spesifisere den isotopiske sammensetningen av vann hvis trippelpunkt brukes:
Denne sammensetningen er referansematerialet fra International Atomic Energy Agency (IAEA), kjent som " Ocean Water Vienna Standard Mean " (VSMOW, English Vienna Standard Mean Ocean Water ), som anbefalt av International Union of Pure and Applied Kjemi (IUPAC).
I 2018 ble det besluttet å omdefinere enhetene i det internasjonale systemet .
Fra 20. mai 2019, etter arbeidet med Den internasjonale komiteen for vekter og mål , endres definisjonen av kelvin fundamentalt. I stedet for å stole på endringer i tilstanden til vannet for å definere skalaen, er den nye definisjonen avhengig av ekvivalent energi som gitt av Boltzmann-ligningen .
Ny definisjon Verdien av kelvin, K, defineres ved å feste den numeriske verdien til Boltzmann-konstanten til nøyaktig 1.380 649 × 10 −23 J K −1 (eller s −2 m 2 kg K −1 ).Kelvin er således den termodynamiske temperaturendringen som skyldes en endring i termisk energi på , eller virkningsenheter, h per sekund .
10 N | Enhet med prefiks |
Symbol | Nummer |
---|---|---|---|
10 24 | yottakelvin | YK | Quadrillion |
10 21 | zettakelvin | ZK | Trilliard |
10 18 | exakelvin | EK | Billioner |
10 15 | petakelvin | PK | Biljard |
10 12 | terakelvin | TK | Billioner |
10 9 | gigakelvin | GK | Milliarder |
10 6 | mega-vin | MK | Million |
10 3 | kilokelvin | kK | Tusen |
10 2 | hektokelvin | hK | Hundre |
10 1 | decakelvin | daK | Ti |
10 0 | kelvin | K | EN |
10 −1 | decikelvin | dK | Tiende |
10 −2 | centikelvin | cK | Hundredel |
10 −3 | millikelvin | mK | Tusen |
10 -6 | mikrokelvin | μK | Millionth |
10 -9 | nanokelvin | nK | Milliard |
10 -12 | picokelvin | pK | Milliard |
10 -15 | femtokelvin | fK | Biljard |
10 -18 | attokelvin | AK | Billioner |
10 -21 | zeptokelvin | zK | Trilliardth |
10 -24 | yoctokelvin | yK | Quadrillionth |
Forskjellige skalaer blir brukt til å måle den temperatur : målestokk Newton (etablert 1700), Romer (1701), F (1724), Réaumur (1731) Delisle (1738) celsius (fra C ) (1742), Rankine (1859), Kelvin ( 1848), Leyden (ca. 1894?), Celsius (1948).
Temperatur | kelvin | Celsius | celsius (historisk) | Original fahrenheit | Historisk fahrenheit | Moderne (nåværende) Fahrenheit | Rankine | Delisle | Newton | Reaumur | Rømer |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Absolutt null . | 0 | −273.15 | −273.197 | −459,67 | 0 | 559,725 | −90,14 | −218,52 | −135.90 | ||
Laveste naturlige temperatur registrert ved fjernmåling på jordoverflaten (ikke in situ ). | 180,0 | −93.2 | −135.8 | 323,9 | 289,8 | −30.8 | −74.6 | −41.4 | |||
Vann / Fahrenheit saltblanding . | 0 | ||||||||||
Opprinnelsen til den moderne Celsius-skalaen. | 273.15 | 0 | 32 | 491,67 | 150 | 0 | 0 | 7.5 | |||
Smeltetemperatur på vann (ved standard trykk ). | 273,150,089 (10) | 0,000 089 (10) | 0 | 32 | 32 | 32 000 160 (18) | 491670160 (18) | ≈ 150 | ≈ 0 | ≈ 0 | ≈ 7.5 |
Temperatur på det tredoble punktet av vann . | 273.1600 (1) | 0.0100 (1) | 32.0180 (18) | ||||||||
Gjennomsnittstemperatur på jordoverflaten. | 288 | 15 | 59 | 518,67 | 127,5 | 4,95 | 12 | 15.375 | |||
Gjennomsnittlig kroppstemperatur. | 309,95 | 36.8 | 98,24 | 557,91 | 94.8 | 12,144 | 29.44 | 26,82 | |||
Høyeste naturlige temperatur registrert på jordoverflaten. | 329,8 | 56.7 | 134 | 593,67 | 67,5 | 18.7 | 45.3 | 33,94 | |||
Vannfordampningstemperatur (ved standard trykk ). | 373,133 9 | 99,983 9 | 100 | ≈ 212 | 212 | 211.971 | 671.641 | 0 | 33 | 80 | 60 |
Smeltepunkt av titan . | 1.941 | 1.668 | 3 034 | 3 494 | −2 352 | 550 | 1334 | 883 | |||
Anslått temperatur på solens overflate . | 5800 | 5 526 | 9 980 | 10.440 | −8 140 | 1.823 | 4.421 | 2.909 | |||
|