Меню

Система измерения температуры кельвина



Кельвин

Один кельвин равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Пересчёт в градусы Цельсия: °С = K−273,15 (температура тройной точки воды — 0,008 °C).
В 2005 г. определение кельвина было уточнено. В обязательном Техническом приложении к тексту МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

0,00015576 моля 2 Н на один моль 1 Н
0,0003799 моля [1] .

Международный комитет мер и весов собирается изменить определение кельвина, чтобы избавиться от трудно­вос­про­из­во­ди­мых условий тройной точки воды. В новом определении кельвин будет выражен через секунду и значение постоянной Больцмана [2] .

Единица названа в честь английского физика Уильяма Томсона, которому было пожаловано звание лорд Кельвин Ларгский из Айршира. В свою очередь, это звание пошло от реки Кельвин (River Kelvin), протекающей через территорию университета в Глазго.

До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина.

Содержание

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
10 1 К декакельвин даК daK 10 −1 К децикельвин дК dK
10 2 К гектокельвин гК hK 10 −2 К сантикельвин сК cK
10 3 К килокельвин кК kK 10 −3 К милликельвин мК mK
10 6 К мегакельвин МК MK 10 −6 К микрокельвин мкК µK
10 9 К гигакельвин ГК GK 10 −9 К нанокельвин нК nK
10 12 К теракельвин ТК TK 10 −12 К пикокельвин пК pK
10 15 К петакельвин ПК PK 10 −15 К фемтокельвин фК fK
10 18 К эксакельвин ЭК EK 10 −18 К аттокельвин аК aK
10 21 К зеттакельвин ЗК ZK 10 −21 К зептокельвин зК zK
10 24 К йоттакельвин ИК YK 10 −24 К йоктокельвин иК yK
применять не рекомендуется

Диаграмма перевода температур

Примечания

Ссылки

  • Определение Кельвина в BIPM (англ.)
  • Онлайн-конвертор Кельвина в другие единицы
Шкалы измерениятемпературы
Gas Mark · Гука · Дальтона · Делиля · Кельвина · Лейденская · Ньютона · Планковская · Ранкина · Реомюра · Рёмера · Уэджвуда · Фаренгейта · Цельсия
Формулы преобразования
Единицы СИ
Основные единицы Ампер · Кандела · Кельвин · Килограмм · Метр · Моль · Секунда
Производные единицы Беккерель · Ватт · Вебер · Вольт · Генри · Герц · Градус Цельсия · Грей · Джоуль · Зиверт · Катал · Кулон · Люкс · Люмен · Ньютон · Ньютон-метр · Ом · Паскаль · Радиан · Сименс · Стерадиан · Тесла · Фарад
Астрономическая единица · Гектар · Градус дуги · Дальтон (Атомная единица массы) · День · Децибел · Литр · Минута · Минута дуги · Непер · Секунда дуги · Тонна · Час · Электронвольт
Атомная система единиц · Природная система единиц
См. также Приставки СИ · Система физических величин · Преобразование единиц · Новые определения СИ · История метрической системы
Книга:СИ · Категория:Единицы СИ

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Кельвин» в других словарях:

КЕЛЬВИН — • КЕЛЬВИН (Kelvin) Уильям Томас, барон (1824 1907), британский физик и математик, в честь которого получила свое название шкала абсолютной ТЕМПЕРАТУРЫ. Установка Атлантического подводного телефонного кабеля стала возможной благодаря… … Научно-технический энциклопедический словарь

КЕЛЬВИН — (К), единица СИ термодинамич. темп ры, равная 1/273,16 части термодинамич. темп ры тройной точки воды. Названа в честь англ. физика У. Томсона (лорда Кельвина, W. Thomson, Lord Kelvin). До 1968 именовалась градус Кельвина (°К). Применяется как ед … Физическая энциклопедия

кельвин — К Единица измерения температуры, которая характеризует в радиотехнике шумовую температуру. Шкала Кельвина (К) связана со шкалой Цельсия (t °C и Фаренгейта (t °F) двумя простыми соотношениями: К=t °C+273 и t °C=5/9 (t °F 32). т … Справочник технического переводчика

КЕЛЬВИН — КЕЛЬВИН, смотри Томсон У … Современная энциклопедия

КЕЛЬВИН — Единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Обозначается К, до 1968 именовалась градус Кельвина ( .К), названа в честь У. Томсона (Кельвина). Единица Международной практической… … Большой Энциклопедический словарь

КЕЛЬВИН — см. Томсон У … Большой Энциклопедический словарь

кельвин — сущ., кол во синонимов: 1 • единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Кельвин — (К, по имени физика Kelvin) единица измерения температуры по Международной системе единиц (СИ). IК=1°С. Температура в Кельвинах отсчитывается от абсолютного нуля, а в градусы Цельсия (t) переводится в Кельвины простым вычитанием: 273,15 t.… … Экологический словарь

Кельвин — Кельвин, К – основная единица температуры или степени нагретости тела по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точкой воды установлено значение 273,16К (точно). За нулевую термодинамическую температуру… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Кельвин — КЕЛЬВИН, смотри Томсон У.. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

КЕЛЬВИН — единица термодинамической температуры по шкале Кельвина в СИ; обозначается К (до 1968 г. именовалась градус Кельвина (°К)). 1 К равен 1/273,16 части термодинамической температуры точки равновесия льда, воды и её пара (тройной точки воды), 1 К = 1 … Большая политехническая энциклопедия

Источник

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Источник

Кельвин — Kelvin

Кельвин
Система единиц Базовая единица СИ
Единица Температура
Символ K
Названный в честь Уильям Томсон, первый барон Кельвин

Кельвин является базовым блоком от температуры в Международной системе единиц (СИ), имеющий символ единицы К. Он назван в честь Belfast рожденного университета Глазго инженера и физика Уильяма Томсона, первый барон Кельвин (1824-1907).

Кельвин теперь определяется путем фиксирования числового значения постоянной Больцмана k равным 1,380 649 × 10 −23 Дж⋅K −1 . Следовательно, один кельвин равен изменению термодинамической температуры T, которое приводит к изменению тепловой энергии kT на 1,380 649 × 10 -23 Дж.

Шкала Кельвина отвечает требованиям Томсона как абсолютная термодинамическая шкала температуры . В качестве нулевой точки используется абсолютный ноль (т.е. низкая энтропия ). Соотношение между шкалами Кельвина и Цельсия составляет T K = t ° C + 273,15. По шкале Кельвина чистая вода замерзает при 273,15 К, а кипит при 373,15 К.

В отличие от градуса Фаренгейта и градуса Цельсия , кельвин не упоминается и не записывается как градус . Кельвин — основная единица измерения температуры в физических науках, но часто используется вместе с градусом Цельсия, который имеет ту же величину.

СОДЕРЖАНИЕ

История

В 1848 году Уильям Томсон, впоследствии получивший титул лорда Кельвина , написал в своей статье « Об абсолютной термометрической шкале» о необходимости шкалы, в которой «бесконечный холод» (абсолютный ноль) был нулевой точкой шкалы, и в которой использовались градусы Цельсия. для его приращения единицы. Кельвин подсчитал, что абсолютный ноль равнялся -273 ° C на воздушных термометрах того времени. Эта абсолютная шкала известна сегодня как термодинамическая температурная шкала Кельвина. Значение Кельвина «-273» было отрицательной обратной величиной 0,00366 — принятого коэффициента расширения газа на градус Цельсия относительно точки льда, что дает 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, обозначив тройную точку воды в качестве второй определяющей точки и присвоив ее температуре ровно 273,16 кельвина.

В 1967/1968 г. Постановление 3 13-го ГКГМ переименовало единицу приращения термодинамической температуры «кельвин», символ K, заменив «градус Кельвина», символ ° K. Более того, считая полезным более четко определить величину приращения единицы измерения, 13-й CGPM также постановил в Резолюции 4, что «Кельвин, единица термодинамической температуры, равен доле 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды ».

В 2005 году Международный комитет Poids et Mesures (CIPM), комитет CGPM, подтвердил, что для целей определения температуры тройной точки воды определение термодинамической температурной шкалы Кельвина будет относиться к воде, имеющей изотопный состав определен как Венская стандартная средняя океаническая вода .

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

Соглашения об использовании

Согласно Международному бюро мер и весов , при произнесении или произнесении единицы измерения ставятся во множественное число с использованием тех же грамматических правил, что и для других единиц СИ, таких как вольт или ом (например, «. тройная точка воды точно равна 273,16. кельвинов «). Когда делается ссылка на « шкалу Кельвина », слово «кельвин», которое обычно является существительным, действует адъективно, изменяя существительное «шкала», и пишется с заглавной буквы. Как и в случае с большинством других символов единиц СИ (за исключением символов угла, например 45 ° 3 ‘4 ″), между числовым значением и символом кельвина (например, «99,987 K») есть пробел. (Однако в руководстве по стилю для CERN прямо говорится, что всегда следует использовать «кельвин», даже во множественном числе.)

До 13-го CGPM в 1967–1968 единица измерения кельвина называлась «градусом», как и другие температурные шкалы того времени. Его отличали от других шкал либо суффиксом прилагательного «Кельвин» («градус Кельвина»), либо «абсолютным» («абсолютным градусом»), и его символом было ° K. Последний термин (абсолютная степень), который был официальным названием единицы с 1948 по 1954 год, был неоднозначным, поскольку его также можно было интерпретировать как относящийся к шкале Ренкина . До 13-го CGPM форма множественного числа была «абсолютные степени». 13-я CGPM изменила название единицы на просто «кельвин» (символ: K). Отсутствие «степени» указывает на то, что она не относится к произвольной контрольной точке, такой как шкала Цельсия и Фаренгейта (хотя шкала Ренкина продолжала использовать «градус Ренкина»), а скорее абсолютная единица измерения, которой можно манипулировать алгебраически ( например, умноженное на два, чтобы указать удвоенное количество «средней энергии», доступной среди элементарных степеней свободы системы).

Новое определение 2019

В 2005 году CIPM приступил к программе по пересмотру определения кельвина (наряду с другими единицами СИ) с использованием более экспериментально строгой методологии. В частности, комитет предложил переопределить кельвин таким образом, чтобы постоянная Больцмана принимала точное значение 1,380 6505 × 10 -23 Дж / К . Комитет надеялся, что программа будет завершена вовремя для ее принятия CGPM на заседании 2011 года, но на заседании 2011 года решение было отложено до заседания 2014 года, когда оно будет рассматриваться как часть более крупной программы .

Новое определение было дополнительно отложено в 2014 году в ожидании более точных измерений постоянной Больцмана с точки зрения текущего определения, но, наконец, было принято на 26-й конференции CGPM в конце 2018 года со значением k = 1,380 649 × 10 -23 Дж / К .

С научной точки зрения главное преимущество состоит в том, что это позволит проводить более точные измерения при очень низких и очень высоких температурах, поскольку используемые методы зависят от постоянной Больцмана. У него также есть философское преимущество, заключающееся в независимости от какой-либо конкретной субстанции. Единица Дж / К равна кг⋅м 2 ⋅с −2 ⋅K −1 , где килограмм , метр и секунда определены в терминах постоянной Планка , скорости света и продолжительности действия цезия-133. сверхтонкий переход основного состояния соответственно. Таким образом, это определение зависит только от универсальных констант , а не от каких-либо физических артефактов, как практиковалось ранее, таких как Международный прототип килограмма , масса которого со временем отклонилась от исходного значения. Задача заключалась в том, чтобы избежать снижения точности измерений вблизи тройной точки. С практической точки зрения переопределение останется незамеченным; вода по-прежнему будет замерзать при температуре 273,15 К (0 ° C), и 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 1,380 649 03 (51) × 10 −23 Дж / К , с относительной стандартной неопределенностью 3,7 × 10 −7 . После этого постоянная Больцмана становится точной, и неопределенность переносится на тройную точку воды, которая теперь 273.1600 (1) К .

Практическое использование

Формулы преобразования температуры Кельвина

от кельвинов в кельвины
Цельсия [° C] = [K] — 273,15 [К] = [° C] + 273,15
По Фаренгейту [° F] = [K] × 9 / 5 — 459,67 [K] = ([° F] + 459,67) × 5 / 9
Ренкин [° R] = [K] × 9 / 5 [K] = [° R] × 5 / 9
Для температурных интервалов , а не конкретные температур,
1 К = 1 ° С = 9 / 5 ° F = 9 / 5 ° R
сравниваться различными температурными шкалы

Цветовая температура

Кельвин часто используется как мера цветовой температуры источников света. Цветовая температура основана на том принципе, что излучатель черного тела излучает свет с частотным распределением, характерным для его температуры. Черные тела при температуре ниже примерно 4000 K кажутся красноватыми, тогда как те, что указаны выше, примерно 7500 K выглядят синеватыми. Цветовая температура важна в областях проецирования изображений и фотографии , где цветовая температура составляет примерно 5600 K требуется для соответствия пленочным эмульсиям «дневного света». В астрономии , то звездная классификация звезд и их место на диаграмме Герцшпрунга-Рассел основана, в частности, от их поверхностной температуры, известной как эффективная температура . Фотосфера Солнца , например, имеет эффективную температуру 5778 K .

Цифровые камеры и фотографическое программное обеспечение часто используют цветовую температуру в K в меню редактирования и настройки. Простое руководство заключается в том, что более высокая цветовая температура дает изображение с усиленными белыми и синими оттенками. Снижение цветовой температуры приводит к тому, что в изображении преобладают «более теплые» красноватые цвета .

Кельвин как единица шумовой температуры

В электронике кельвин используется как индикатор того, насколько шумна цепь по отношению к предельному уровню шума , то есть температуре шума . Так называемый шум Джонсона – Найквиста дискретных резисторов и конденсаторов представляет собой тип теплового шума, полученного из постоянной Больцмана, и может использоваться для определения шумовой температуры цепи с использованием формул Фрииса для шума .

Символ Юникода

Символ кодируется в Юникоде в кодовой точке U + 212A K KELVIN SIGN . Однако это символ совместимости, предусмотренный для совместимости с устаревшими кодировками. Стандарт Unicode рекомендует вместо этого использовать U + 004B K ЗАГЛАВНУЮ ЛАТИНСКУЮ БУКВУ K ; то есть, нормальный капитал K . «Трем буквоподобным символам присвоена каноническая эквивалентность обычным буквам: U + 2126 Ω OHM SIGN , U + 212A K KELVIN SIGN и U + 212B Å ANGSTROM SIGN . Во всех трех случаях следует использовать обычную букву».

Источник

Читайте также:  Измерь длины отрезков запиши их длины разными