Informacje

Definicja skali temperatury Kelvina

Definicja skali temperatury Kelvina

Skala temperaturowa Kelvina jest najczęściej stosowaną absolutną skalą temperaturową na świecie. Oto definicja skali oraz spojrzenie na jej historię i zastosowania.

Najważniejsze informacje: Skala temperaturowa Kelvina

  • Skala temperaturowa Kelvina jest absolutną skalą temperaturową, która jest zdefiniowana przy użyciu trzeciej zasady termodynamiki.
  • Ponieważ jest to skala absolutna, temperatury zarejestrowane w stopniach Kelvina nie mają stopni.
  • Punkt zerowy skali Kelvina to zero absolutne, czyli wtedy, gdy cząstki mają minimalną energię kinetyczną i nie mogą się ochłodzić.
  • Każda jednostka (stopień, w innych skalach) stanowi 1 część na 273,16 części różnicy między zerem absolutnym a potrójnym punktem wody. Jest to ta sama jednostka wielkości, co stopień Celsjusza.

Definicja skali temperatury Kelvina

Skala temperaturowa Kelvina jest absolutną skalą temperaturową z zero przy absolutnym zeru. Ponieważ jest to skala absolutna, pomiary wykonane przy użyciu skali Kelvina nie mają stopni. Kelwin (zwróć uwagę na małą literę) jest podstawową jednostką temperatury w międzynarodowym układzie jednostek (SI).

Zmiany w definicji

Do niedawna jednostki skali Kelvina opierały się na definicji, że objętość gazu o stałym (niskim) ciśnieniu jest wprost proporcjonalna do temperatury i że 100 stopni oddziela punkty zamarzania i wrzenia wody.

Teraz jednostka Kelvina jest definiowana na podstawie odległości między zerem absolutnym a potrójnym punktem wody. Stosując tę ​​definicję, jeden stopień Kelvina jest tej samej wielkości co jeden stopień w skali Celsjusza, co ułatwia konwersję między pomiarami Kelvina i Celsjusza.

16 listopada 2018 r. Przyjęto nową definicję. Ta definicja określa wielkość jednostki Kelvina na podstawie stałej Boltzmanna. Od 20 maja 2019 r., Kelwin, mol, amper i kilogram zostaną zdefiniowane przy użyciu stałych termodynamicznych.

Stosowanie

Temperatury Kelvina są zapisywane wielką literą „K” i bez symbolu stopnia, na przykład 1 K, 1120 K. Należy pamiętać, że 0 K to „zero absolutne” i (zwykle) nie ma ujemnych temperatur Kelvina.

Historia

William Thomson, później nazwany Lord Kelvin, napisał gazetę W absolutnej skali termometrycznej w 1848 r. Opisał potrzebę zastosowania skali temperatury z punktem zerowym przy zera absolutnym, którą obliczył jako równoważną -273 ° C. Skala Celsjusza w tym czasie została zdefiniowana przy użyciu punktu zamarzania wody.

W 1954 r. 10. Konferencja Generalna Wag i Miar (CGPM) formalnie zdefiniowała skalę Kelvina z punktem zerowym zera absolutnego i drugim punktem definiującym w potrójnym punkcie wody, który został zdefiniowany jako dokładnie 273,16 kelwinów. W tym momencie skalę Kelvina zmierzono za pomocą stopni.

13. CGPM zmienił jednostkę skali z „stopnia Kelvina” lub ° K na Kelvin i symbol K. 13. CGPM zdefiniował również jednostkę jako 1 / 273,16 temperatury potrójnego punktu wody.

W 2005 r. Podkomitet CGPM, Comité International des Poids et Mesures (CIPM), określił, że potrójny punkt wody odnosi się do potrójnego punktu wody o składzie izotopowym zwanym Wiedeńską Standardową Średnią Wodą Oceanu.

W 2018 r. 26. CGPM na nowo zdefiniował wartość Kelvina pod względem stałej wartości Boltzmanna wynoszącej 1.380649 × 10−23 J / K.

Chociaż z czasem jednostka została na nowo zdefiniowana, praktyczne zmiany w jednostce są tak małe, że nie wpływają znacząco na większość osób pracujących z jednostką. Jednak zawsze warto zwrócić uwagę na znaczące liczby po przecinku podczas konwersji między stopniami Celsjusza i Kelvina.

Źródła

  • Bureau International des Poids et Mesures (2006). „Broszura międzynarodowego układu jednostek (SI)”. 8 edycja. Międzynarodowy Komitet Miar i Wag.
  • Lord Kelvin, William (październik 1848). „W absolutnej skali termometrycznej”. Magazyn filozoficzny.
  • Newell, D B; Cabiati, F; Fischer, J; Fujii, K; Karshenboim, S G; Margolis, H S; de Mirandés, E; Mohr, P J; Nez, F; Pachucki, K; Quinn, T J; Taylor, B N; Wang, M; Drewno, BM; Zhang, Z; i in. (Grupa zadaniowa ds. Danych dla nauki i technologii (CODATA) ds. Stałych podstawowych) (2018). „Wartości h, e, k i NA dla CODATA 2017 dla zmiany SI”. Metrologia. 55 (1). doi: 10.1088 / 1681-7575 / aa950a
  • Rankine, W. J. M. (1859). „Podręcznik silnika parowego i innych głównych silników”. Richard Griffin and Co. Londyn. p. 306–307.