Kelvin (k) Einheitendefinition

Das Kelvin ist die Basiseinheit der Temperatur im internationalen Einheitssystem (SI), die das Einheitssymbol K. es ist nach dem BELFAST-geborenen, Glasgow University Engineer und Physiker William Thomson, dem 1. Baron Kelvin (1824-1907), benannt.

Das Kelvin wird nun definiert, indem der numerische Wert der Boltzmann -Konstante K auf 1,380649 × 10 ^–23 Júk ^–1 fixiert wird. Diese Einheit entspricht kg · m ² ⋅s ⁻² ⋅K ⁻¹ , wobei das Kilogramm, das Meter und die zweite in Begriffen definiert sind der Planckkonstante, der Lichtgeschwindigkeit und der Dauer des Caesium-133-Erdungs-Hyperfeinübergangs. Diese Definition hängt daher nur von universellen Konstanten ab und nicht von physikalischen Artefakten, wie sie zuvor praktiziert wurde, wie den internationalen Prototyp des Kilogramms, dessen Massen im Laufe der Zeit vom ursprünglichen Wert abweichen. Ein Kelvin entspricht einer Änderung der thermodynamischen Temperatur t, die zu einer Änderung der thermischen Energie kt um 1,380649 × 10 –23 J. führt

The Kelvin scale fulfills Thomson's requirements as an absolute thermodynamic temperature scale. It uses absolute zero as its null point or in other terms zero degree mark. However, unlike the degree Fahrenheit and degree Celsius, the kelvin is not referred to or written as a degree. The kelvin is the primary unit of temperature measurement in the physical sciences but is often used in conjunction with the degree Celsius, which has the same magnitude.

1848 schrieb William Thomson, der später Lord Kelvin geschaffen wurde Einheitsinkrement. Kelvin berechnete, dass absolute Null in den Luftthermometern der Zeit –273 ° C entspricht. Diese absolute Skala ist heute als die kelvin -thermodynamische Temperaturskala bekannt. Kelvins Wert von -273 war der negative Gegenstand von 0,00366. Dies ist der akzeptierte Expansionskoeffizient von Gas pro Grad Celsius im Vergleich zum Eispunkt, was eine bemerkenswerte Konsistenz für den derzeit akzeptierten Wert ergibt.

Im Jahr 1954 ergab die Resolution 3 der 10. Generalkonferenz zu Gewichten und Maßnahmen (CGPM) dem Kelvin seine moderne Definition, indem er den dreifachen Punkt des Wassers als zweiter definierender Punkt bezeichnete und seine Temperatur auf genau 273,16 Kelvine zuweist.

Im Jahr 1968 wurde die Auflösung 3 des 13. CGPM mit dem Inkrement von Thermodynamischen Temperatur Kelvin, Symbol K, Austausch von Grad Kelvin, Symbol ° K umbenannt. Weiterhin das Gefühl, dass es sinnvoller ist, die Größe des Einheitsinkrements explizit zu definieren, gehaltenen 13. CGPM auch in der Auflösung 4, die auch in der Auflösung 4 gehalten wird, dass "das Kelvin, die Einheit der thermodynamischen Temperatur, gleich dem Fraktion ^{1 & frasl ist; < sub> 273.16 der thermodynamischen Temperatur des Dreifachpunkts des Wassers. "}

Im Jahr 2005 versuchte das CIPM, das Kelvin zusammen mit den anderen Si -Einheiten mit einer neuen Methodik neu zu definieren. Insbesondere schlug das Komitee vor, das Kelvin so zu definieren, dass die Boltzmann -Konstante den genauen Wert 1,3806505 × 10 ^{–23 j} & frasl; _k .

Aus wissenschaftlicher Sicht ist der Hauptvorteil, dass dadurch Messungen an sehr geringen und sehr hohen Temperaturen genauer erstellt werden können, da die verwendeten Techniken von der Boltzmann-Konstante abhängen. Es hat auch den Vorteil, unabhängig von einer bestimmten Substanz zu sein. Aus praktischer Sicht wird die Neudefinition unbemerkt passieren; Wasser wird immer noch bei 273,15 K (0 ° C) einfrieren, und der Dreifachpunkt des Wassers wird weiterhin eine üblicherweise verwendete Laborreferenztemperatur sein.

Der Unterschied besteht darin, dass vor der Neudefinition der dreifache Wasserpunkt genau war und die Boltzmann -Konstante einen gemessenen Wert von 1,38064903 (51) × 10 ^–23 & freenl hatte; _k , mit einer relativen Standardunsicherheit von 3,7 × 10 ^–7 . Danach ist die Boltzmann -Konstante genau und die Unsicherheit wird auf den dreifachen Wasserpunkt übertragen, der jetzt 273,1600 (1) k ist.

Am 16. November 2018 wurde in Bezug auf einen festen Wert der Boltzmann-Konstante eine neue Definition angenommen. Mit dieser Änderung wurde der Dreifachpunkt des Wassers zu einem empirisch bestimmten Wert von ungefähr 273,16 Kelvin. Für die Zwecke der rechtlichen Messtechnik trat die neue Definition am 20. Mai 2019 offiziell in Kraft, das 144. Jahrestag des Meter-Konvents.

• Absolute Null (genau): 0 k

• Siedepunkt des flüssigen Stickstoffs: 77,35 K

• Sublimationspunkt des Trockeneis: 195,15 K

• Kreuzung von Celsius- und Fahrenheit-Waagen: 233,15 K

• Schmelzpunkt von H2O (gereinigtes Eis): 273.1499 K

• Raumtemperatur (NIST-Standard): 293.15 K

• Normale menschliche Körpertemperatur (Durchschnitt): 310,15 K

• Wasserkochungspunkt bei 1 atm (101.325 kPa) (ungefähr: siehe Siedepunkt): 373.1339 K

Hier sind die umrechnungsformeln, die verwendet werden, um sowohl von als auch in kelvin umzuwandeln:

• Grad Celsius oder Celsius (° c)
• Grad Delisle (° DE)
• Grad Fahrenheit (° F)
• Degrees Newton (° n)
• Grad Rankine (° RA)
• Grad Réaumur (°Ré)
• Grad R ø Mer (° R ø)
• Kelvin (k)

• Grad Celsius oder Celsius (° c)
• Grad Fahrenheit (° F)

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“Kelvin.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 7 Apr. 2020, en.wikipedia.org/wiki/Kelvin.