Kelvin

Kelvin (rysk beteckning: K ; internationell: K ) är en enhet för termodynamisk temperatur i International System of Units (SI) , en av de sju grundläggande SI-enheterna . Föreslagen 1848 . Det bestäms genom värdet på Boltzmann-konstanten : 1,380 649⋅10 −23  J/K . Fram till 2019 definierades den som 1/273,16 av den termodynamiska temperaturen för vattnets trippelpunkt [1] . Början av skalan sammanfaller med absolut noll (0 K på skalan).

Omvandling till grader Celsius :

Enheten är uppkallad efter den engelske fysikern William Thomson , som beviljades titeln Lord Kelvin Larg av Ayrshire . I sin tur kom denna titel från Kelvin River , som rinner genom territoriet till University of Glasgow .

Fram till 1968 kallades kelvinen officiellt Kelvingraden [ 2] .

Historik

1848

William Thomson , den blivande Lord Kelvin, skriver i sitt arbete " On  an Absolute Thermometric Scale " om behovet av en skala, vars nollpunkt kommer att motsvara den begränsande graden av kyla (absolut noll), och divisionspriset kommer att vara grader Celsius [3] . Denna absoluta skala är idag känd som Kelvin termodynamiska skala. Värdet "minus 273" erhölls som det reciproka värdet av 0,00366, gasutvidgningskoefficienten per grad Celsius.

1954

Den tredje resolutionen från den tionde allmänna konferensen om vikter och mått (CGPM) gav den moderna definitionen av Kelvin-skalan, som tog temperaturen på vattnets trippelpunkt som den andra referenspunkten och antog att dess värde är exakt 273,16 kelvin ("grader") Kelvin" i den tidens terminologi) [4] .

1967/1968

I enlighet med den tredje resolutionen från XIII General Conference on Weights and Measures döptes måttenheten för den termodynamiska skalan till "kelvin", och beteckningen var "K" (tidigare kallades enheten "grad Kelvin", dess beteckning var "°K"). Dessutom definierades enhetsvärdet mer explicit - som lika med 1/273,16 av vattnets trippelpunkt [5] .

2005

I den obligatoriska tekniska bilagan till texten till ITS-90 International Temperature Scale, fastställde den rådgivande kommittén för termometri kraven för vattens isotopsammansättning när temperaturen för vattnets trippelpunkt realiseras [6] . Internationella kommittén för vikter och mått har bekräftat att definitionen av kelvin hänvisar till vatten, vars isotopsammansättning definieras av följande förhållanden [7] :

• 0,000 155 760 mol 2 H per mol 1 H ,
• 0,000 379 900 mol 17 O per en mol 16 O ,
• 0,002 005 200 mol 18 O per en mol 16 O.

2018

Vid den 26:e generalkonferensen om vikter och mått antogs en resolution om en betydande omdefiniering av basenheterna för SI, som i synnerhet inkluderade en omdefiniering av kelvin genom värdet av Boltzmann-konstanten , vilket är lika med 1,380649 × 10 −23 J/K.

Omdefiniering pågår

Nackdelen med den gamla definitionen av kelvin var att värdet av kelvin i praktisk tillämpning visade sig vara beroende av renheten och isotopsammansättningen av det använda vattnet. Baserat på önskan att eliminera denna brist antog XXIV CGPM, som hölls den 17-21 oktober 2011 , en resolution [8] , där det särskilt föreslogs att omdefiniera kelvin i en framtida revidering av det internationella systemet för Enheter, kopplar dess värde med värdet på Boltzmann-konstanten . Samtidigt antogs det att värdet på Boltzmann-konstanten skulle vara fixerat, det vill säga att det skulle anses vara exakt bestämt . I detta avseende, i resolution XXIV av CGPM, angående kelvin, är det formulerat [8] :

Kelvin kommer att förbli enheten för termodynamisk temperatur; men dess storlek kommer att ställas in genom att fixera det numeriska värdet av Boltzmann-konstanten till exakt 1.380 6X⋅10 −23 när den uttrycks i SI-enheten m 2 kg s −2 K −1 , vilket är ekvivalent med J K −1 .

Således började den exakta likheten k  = 1.380 6X⋅10 −23  J/K [9] att uppfyllas . Konsekvensen av detta blev att kelvinen blev lika med temperaturförändringen, vilket leder till en förändring av energin kT /2 per en frihetsgrad med k /2, det vill säga med (1 / 2) × 1,380 6X⋅ 10–23  J. _

I sin resolution XXIV noterade CGPM också att omedelbart efter omdefinieringen av kelvin kommer temperaturen på vattnets trippelpunkt att förbli lika med 273,16 K, men samtidigt kommer dess värde att få ett fel och kommer att bestämmas experimentellt i framtid [8] .

XXV CGPM, som hölls 2014, beslutade att fortsätta arbetet med att förbereda en ny revidering av SI, inklusive en omdefiniering av kelvin, och planerade att slutföra detta arbete senast 2018 för att ersätta den befintliga upplagan av International System of Units (SI) med en uppdaterad version av XXVI CGPM, inklusive samma år [10] .

Multipler och submultiplar

I enlighet med den fullständiga officiella beskrivningen av SI som finns i den aktuella versionen av SI-broschyren ( fr.  Brochure SI , eng.  The SI Brochure ), publicerad av International Bureau of Weights and Measures (BIPM) , decimalmultiplar och submultiplar av kelvinenheterna bildas med standard SI-prefix [11] . "Regler om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen", antagna av Ryska federationens regering , föreskriver användning i Ryska federationen av samma prefix, men översatt till ryska [12] .

Temperaturomvandlingsdiagram

Färgtemperatur

Kelvin används också för att mäta färgtemperatur, vilket kännetecknar intensitetsfördelningen av ljuskällans strålning som en funktion av våglängden i det optiska området. Färgtemperatur definieras som temperaturen hos en svartkropp vid vilken den avger strålning av samma färgton som strålningen i fråga [13] .

Exempel på färgtemperaturen för olika ljuskällor:

• 1500-2000 K - ljus låga ljus ;
• 2800 K - 100 W glödlampa (vakuumlampa);
• 3400 K - solen är nära horisonten;
• 3500 K - vitt ljus lysrör ;
• 6500 K är en vanlig vit ljuskälla för dagsljus nära middagssolljus;
• 9500 K - blå molnfri himmel på norra sidan före soluppgången;
• 20000 K - blå himmel på polära breddgrader.

Unicode

Unicode kelvin- tecknet är i intervallet "bokstavsliknande tecken" och är kodat som U+212A K KELVIN SIGN ( HTML-tecken  - K).

Anteckningar

1. ↑ GOST 8.417-2002. Statligt system för att säkerställa enhetlighet i mätningar. Kvantitetsenheter . Hämtad 19 februari 2021. Arkiverad från originalet 16 juni 2019. (ryska)
2. ↑ BIPM-  kelvin . www.bipm.org. Hämtad 1 mars 2017. Arkiverad från originalet 29 mars 2019.
3. ↑ Thomson, William. On an Absolute Thermometric Scale  (engelska)  // Philosophical Magazine  : journal. - 1848. - Oktober.
4. ↑ Upplösning 3 : Definition av den termodynamiska temperaturskalan  . Resolutioner från den 10:e CGPM . Bureau International des Poids et Mesures (1954). Datum för åtkomst: 6 februari 2008. Arkiverad från originalet den 10 januari 2013.
5. ↑ Enhet för termodynamisk temperatur (kelvin  ) . SI-broschyr: The International System of Units (SI) . BIPM. Hämtad 17 oktober 2014. Arkiverad från originalet 29 mars 2019.
6. ↑ Förfining av definitionen av kelvin . Hämtad 25 september 2010. Arkiverad från originalet 7 oktober 2010. (obestämd)
7. ↑ Internationella enhetssystemet (SI  ) / Bureau International des Poids et Mesures. - Paris, 2006. - S. 170. - 180 sid. — ISBN 92-822-2213-6 .
8. ↑ 1 2 3 Om den möjliga framtida revideringen av International System of Units, SI Arkiverad 13 januari 2012 vid Wayback Machine  General Conference Resolution XXIV on Weights and Measures (2011 )
9. ↑ Här ersätter X en eller flera signifikanta siffror, som bestämdes i den slutliga versionen baserat på de bästa rekommendationerna från CODATA .
10. ↑ Om den framtida revideringen av det internationella enhetssystemet,  SI . Resolution 1 av den 25:e CGPM (2014) . BIPM . Hämtad 9 oktober 2015. Arkiverad från originalet 14 maj 2017.
11. ↑ SI-broschyr Arkiverad 26 april 2006 på Wayback Machine Officiell beskrivning av SI på webbplatsen för International Bureau of Weights and Measures
12. ↑ Föreskrifter om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen . Hämtad 19 februari 2021. Arkiverad från originalet 17 april 2021. (ryska)
13. ↑ Doinikov A.S. Färgtemperatur // Fysisk uppslagsverk  : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1999. - V. 5: Stroboskopiska enheter - Ljusstyrka. - S. 422. - 692 sid. — 20 000 exemplar.  — ISBN 5-85270-101-7 .

Länkar

• Definition av Kelvin  (engelska)  (otillgänglig länk) . BIPM . Hämtad 19 februari 2021. Arkiverad från originalet 16 juli 2012.
• Bureau International des Poids et Mesures. Broschyren International System of Units (SI)  . - Internationella kommittén för vikter och mått, 2006. - Vol. 8:e upplagan .
• Konvertera olika temperaturenheter (Celsius, Fahrenheit, Rankine, Réaumur, kelvin)

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska stor kines Stor norsk Stor ryss Britannica (online) Britannica (online)