Кельвин (К) Определение единицы измерения

Кельвин является базовой единицей температуры в Международной системе единиц (СИ) и имеет обозначение K. Он назван в честь уроженца Белфаста, инженера и физика Университета Глазго Уильяма Томсона, 1-го барона Кельвина (1824–1907).

Кельвин теперь определяется путем фиксирования числового значения постоянной Больцмана k равным 1,380649 × 10⁻²³ Дж⋅K⁻¹. Эта единица равна кг⋅м²⋅с⁻²⋅K⁻¹, где килограмм, метр и секунда определяются через постоянной Планка, скорости света и продолжительности сверхтонкого перехода основного состояния цезия-133. Таким образом, это определение зависит только от универсальных констант, а не от каких-либо физических артефактов, как это практиковалось ранее, таких как международный прототип килограмма, масса которого со временем отклонялась от исходного значения. Один кельвин равен изменению термодинамической температуры T, что приводит к изменению тепловой энергии kT на 1,380649×10⁻²³ Дж.

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.

В 1848 году Уильям Томсон, впоследствии ставший лордом Кельвином, писал в своей статье «Об абсолютной термометрической шкале» о необходимости шкалы, в которой нулем был бы бесконечный холод или абсолютный ноль, а в качестве точки отсчета использовалась бы градус Цельсия. приращение единицы. Кельвин подсчитал, что абсолютный ноль был эквивалентен температуре -273 °C на воздушных термометрах того времени. Эта абсолютная шкала известна сегодня как термодинамическая температурная шкала Кельвина. Значение Кельвина -273 было обратной обратной величиной 0,00366. Это общепринятый коэффициент расширения газа на градус Цельсия по отношению к ледяной точке, что обеспечивает замечательную согласованность с принятым в настоящее время значением.

В 1954 году Резолюция 3 10-й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) дала шкале Кельвина ее современное определение, назначив тройную точку воды ее второй определяющей точкой и присвоив ее температуре ровно 273,16 кельвина.

В 1968 году Постановлением 3 13-й ГКМВ единица приращения термодинамической температуры была переименована в кельвины, символ К, заменив градус Кельвина символом °К. Кроме того, считая полезным более четко определить величину приращения единицы, 13-я ГКМВ также постановила в Резолюции 4, что «кельвин, единица термодинамической температуры, равен дроби ¹⁄< sub>273,16 термодинамической температуры тройной точки воды».

В 2005 году CIPM попытался переопределить кельвин вместе с другими единицами СИ, используя новую методологию. В частности, комитет предложил переопределить кельвин таким образом, чтобы постоянная Больцмана принимала точное значение 1,3806505×10^{−23 J}⁄_K. Комитет надеялся, что программа будет завершена к моменту ее принятия ГКМВ на заседании 2011 г., но на заседании 2011 г. решение было перенесено на собрание 2014 г., когда оно будет рассматриваться как часть более крупной программы. Переопределение было отложено в 2014 г. в ожидании более точных измерений постоянной Больцмана с точки зрения текущего определения, но, наконец, было принято на 26-й ГКМВ в конце 2018 г. со значением k = 1,380649 × 10^{−23 J⁄_K.}

С научной точки зрения главное преимущество состоит в том, что это позволит проводить более точные измерения при очень низких и очень высоких температурах, так как используемые методики зависят от постоянной Больцмана. Он также имеет то преимущество, что не зависит от какого-либо конкретного вещества. С практической точки зрения переопределение пройдет незамеченным; вода по-прежнему будет замерзать при температуре 273,15 К (0 °C), а тройная точка воды по-прежнему будет широко используемой лабораторной эталонной температурой.

Разница в том, что до переопределения тройная точка воды была точной, а постоянная Больцмана имела измеренное значение 1,38064903(51)×10^{−23 Дж}⁄ _K с относительной стандартной неопределенностью 3,7×10⁻⁷. После этого постоянная Больцмана становится точной, а неопределенность переносится на тройную точку воды, которая теперь составляет 273,1600(1) К.

16 ноября 2018 г. было принято новое определение с точки зрения фиксированного значения постоянной Больцмана. С этим изменением тройная точка воды стала эмпирически определенной величиной приблизительно 273,16 Кельвина. Для целей законодательной метрологии новое определение официально вступило в силу 20 мая 2019 года, в 144-ю годовщину Метрической конвенции.

• Абсолютный ноль (точно): 0 K

• Температура кипения жидкого азота: 77,35 К.

• Температура сублимации сухого льда: 195,15 К.

• Пересечение шкал Цельсия и Фаренгейта: 233,15 К

• Температура плавления H2O (очищенный лед): 273,1499 К.

• Комнатная температура (стандарт NIST): 293,15 К

• Нормальная температура человеческого тела (средняя): 310,15 К

• Температура кипения воды при 1 атм (101,325 кПа) (приблизительно: см. Температура кипения): 373,1339 К.

Вот формулы преобразования, используемые для преобразования как из, так и в кельвины.:

• Градусы Цельсия или по Цельсию (°C)
• Градусы Делиля (°De)
• Градусы Фаренгейта (°F)
• Градусы Ньютона (°N)
• Градусы Ренкина (°Ra)
• Градусы Реомюра (°Ré)
• Градусы Rømer (°Rø)
• Кельвин (К)

• Градусы Цельсия или по Цельсию (°C)
• Градусы Фаренгейта (°F)

Несмотря на то, что были предприняты все усилия для проверки этого преобразователя, мы не несем ответственности за какие-либо специальные, случайные, косвенные или косвенные убытки или денежные потери любого рода, возникающие в результате или в связи с использованием любого из инструментов преобразователя. и информацию, полученную с этого веб-сайта. Этот конвертер единиц измерения предоставляется вам в качестве услуги, используйте ее на свой страх и риск. Не используйте расчеты для чего-либо, где потеря жизни, денег, имущества и т. д. может произойти в результате неточного преобразования единиц измерения.

Для получения дополнительной информации см. наш полный отказ от ответственности.

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