kelvin | |
Celsius / Kelvin hőmérő. | |
Információ | |
---|---|
Rendszer | Nemzetközi rendszer ( alapegység ) |
… Egysége | Termodinamikai hőmérséklet |
Szimbólum | K |
Eponym | William Thomson, Lord Kelvin |
A kelvin ( K szimbólum , William Thomson után kapta a nevét, mondta Lord Kelvin) a termodinamikai hőmérséklet SI alapegysége . Megállapodás szerint az egységnevek közönséges nevek, és kisbetűvel írják őket ("kelvin", nem "Kelvin").
Amíg 2019. május 20, a kelvint a víz hármaspontjának (H 2 O) termodinamikai hőmérsékletének 1 / 273,16 frakciójaként határoztuk meg.), 1 K hőmérsékletváltozás egyenértékű 1 ° C változással . Az új meghatározás célja ennek az értéknek a tiszteletben tartása, de úgy, hogy rögzíti a Boltzmann-állandó állandó értékén .
A Celsius-fokkal ellentétben a kelvin a hőmérséklet abszolút mértéke, amelyet a termodinamika harmadik elvének köszönhetően vezettek be . A 0 K hőmérséklet egyenlő -273,15 ° C- mal és abszolút nulla értéknek felel meg (a víz hármaspontja ezért 0,01 ° C hőmérsékleten van ).
A kelvint, mivel ez nem relatív mérték, soha nem előzi meg a "fok" szó vagy a "°" szimbólum, ellentétben a Celsius-fokkal vagy a Fahrenheit- fokkal .
A Celsius-hőmérsékleti skála definíció szerint az abszolút hőmérséklet eredetileg 273,15 K-val eltolódott :
val vel:Arra következtetünk, hogy:
A hőmérséklet reciproka olyan paraméter, amely gyakran előfordul a képletekben. A fizikusok néha a β paramétert használják, például:
A kelvin, és ahol a Boltzmann állandó .Gyakorlatban :
Így 0 ° C = 273,15 K, 1 ° C = 274,15 K stb.
1954-től 2019-ben a készülék hőmérsékletének a nemzetközi rendszer és annak származó egységeket , határozza meg egy nemzetközi egyezmény, alapulnak termodinamikai hőmérséklet az a hármas pont a víz, a TH 2 O
T= 273,16 K :
Az 1 ⁄ 273,16 töredéke tehát a víz hármaspontjának kiválasztásának referenciapontja, és annak a vágynak a meghatározása, hogy meghatározzunk egy hőmérsékleti egységet, amely lehetővé teszi a régi hőmérsékleti skálákhoz tartozó szokásos hőmérsékleti intervallumok megtalálását. Habár a Celsius-fok jelenlegi hivatalos meghatározása a kelvin értékén alapul, ez utóbbi később jött létre.
Történelmileg a hőmérsékleti skálák összeállításához a referenciapontok a víz fagyasztási hőmérséklete, amely meghatározza a nulla értéket, és a forráspont hőmérséklete 100-ra rögzítve. Ez a két pont tehát egy centigrád skálát definiált, amelynek hangmagassága a hőmérséklet-különbség egy százada. ez a két pont. Ezt a hőmérsékleti skálát régóta összetévesztették a Celsius-skálával.
A termodinamikai hőmérséklet és implicit módon az abszolút hőmérséklet fogalma bevezeti az abszolút nulla fogalmát, szükségtelenné téve a két pontra való hivatkozást. Egyetlen rögzített referenciapont elegendő. A víz hármaspontja, vagyis azok a körülmények, amelyekben a víz három állapota (folyékony, szilárd és gáz) együtt létezik , az invariáns hőmérséklet és nyomás ( nulla szórás ) pontja. Ezért alapvető rögzített referenciapontot képez, amely stabilabb, mint például a fagyás hőmérséklet, amely sok paramétertől függ, és amely tiszta túlhűtött víz esetén -38 ° C-ra csökkenhet .
Miután ezt a referenciapontot elfogadták, továbbra is meg kell határozni egy kelvin intervallumát, amelyet a következőképpen rögzítenek: A kelvin a víz hármaspontjának termodinamikai hőmérsékletének 1 ⁄ 273,16 töredéke .
Ez pedig a Celsius-fok meghatározásának referenciája lesz. Ennek a reformnak az eredményeként ez utóbbi a Nemzetközi Rendszerből származó egység státusára csökken : a Celsius-hőmérsékleti egység definíciója szerint megegyezik a kelvin hőmérsékleti egységével, bármely hőmérsékleti intervallumnak ugyanaz a számértéke a két rendszerben egységek.
Ennek a szelekciós egységnek köszönhetően azonban a víz forráspontja normál légköri nyomáson nem 100 ° C-on, hanem 99,9839 ° C- on van rögzítve . Ez a választás azonban nagyon kicsi réshez vezet a 100-as értékkel, a fagyáspontok és a víz jelenlegi meghatározásait légköri nyomáson forralja: kb. 0 ° C és 100 ° C között .
Szigorúan véve csak az elavult centigrádi skála adja még a 100 pontos értéket ennek a forráspontnak a hőmérsékletéhez.
A 2005 , A meghatározást finomított megadásával izotóp összetételét a víz, amelynek hármas pont használjuk:
Ez az összetétel a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) referenciaanyagának , az úgynevezett " Ocean Water Vienna Standard Mean " (VSMOW, angol bécsi szabványos átlagos óceánvíz) névnek felel meg , amint azt a Tiszta és Alkalmazott Nemzetközi Szövetség ajánlja. Kémia (IUPAC).
2018-ban úgy döntöttek, hogy újradefiniálják a nemzetközi rendszer egységeit .
Tól 2019. május 20, a Nemzetközi Súly- és Mérőbizottság munkáját követően a kelvin meghatározása alapvetően megváltozik. A skála meghatározása helyett a víz állapotának változásaira támaszkodik , az új meghatározás a Boltzmann-egyenlet által megadott egyenértékű energiára támaszkodik .
Új meghatározás A kelvin értékét (K) úgy határozzuk meg, hogy a Boltzmann-állandó számértékét pontosan 1,380 649 × 10 −23 J K −1 (vagy s −2 m 2 kg K −1 ) értékre rögzítjük .A kelvin így a termodinamikai hőmérséklet változás eredő változása hőenergia a , vagy egységek cselekvési, h per másodperc .
10 N | Egység előtaggal |
Szimbólum | Szám |
---|---|---|---|
10 24 | yottakelvin | YK | Kvadrillió |
10 21 | zettakelvin | ZK | Trilliard |
10 18 | exakelvin | EK | Billió |
10 15 | petakelvin | PK | Biliárd |
10 12 | terakelvin | TK | Billió |
10 9 | gigakelvin | GK | Milliárd, ezermillió |
10 6 | megabor | MK | Millió |
10 3 | kilokelvin | kK | Ezer |
10 2 | hektokelvin | hK | Száz |
10 1 | dekakelvin | daK | Tíz |
10 0 | kelvin | K | A |
10 −1 | decikelvin | dK | Tizedik |
10 −2 | centikelvin | cK | Századik |
10 −3 | millikelvin | mK | Ezredik |
10 -6 | mikrokelvin | μK | Millió |
10 -9 | nanokelvin | nK | Milliárdos |
10 -12 | pikokelvin | pK | Milliárdos |
10 -15 | femtokelvin | fK | Biliárd |
10 -18 | attokelvin | aK | Trillionth |
10 -21 | zeptokelvin | zK | Trilliardth |
10 -24 | yoctokelvin | yK | Negyedmilliárd |
Különböző skálák használják mérésére a hőmérséklet : skála Newton (létrehozott 1700), Romer (1701), F (1724), Réaumur (1731) Delisle (1738) fok (a C ) (1742), Rankine (1859), Kelvin ( 1848), Leyden (körülbelül 1894?), Celsius (1948).
Hőfok | kelvin | Celsius | Celsius fok (történelmi) | Eredeti fahrenheit | Történelmi fahrenheit | Modern (jelenlegi) Fahrenheit | Rankine | Delisle | Newton | Reaumur | Rømer |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Abszolút nulla . | 0 | −273.15 | −273.197 | −459,67 | 0 | 559,725 | −90.14 | −218.52 | −135.90 | ||
A legkisebb természetes hőmérséklet, amelyet távérzékeléssel rögzítettek a Föld felszínén (nem in situ ). | 180,0 | −93.2 | −135.8 | 323.9 | 289.8 | −30.8 | −74,6 | −41.4 | |||
Víz / Fahrenheit só keverék . | 0 | ||||||||||
A modern Celsius-skála eredete. | 273.15 | 0 | 32 | 491,67 | 150 | 0 | 0 | 7.5 | |||
A víz olvadáspontja ( standard nyomáson ). | 273 150 089 (10) | 0,000 089 (10) | 0 | 32 | 32 | 32 000 160 (18) | 491 670 160 (18) | 150 | ≈ 0 | ≈ 0 | ≈ 7.5 |
A víz hármaspontjának hőmérséklete . | 273,1600 (1) | 0.0100 (1) | 32.0180 (18) | ||||||||
Átlagos hőmérséklet a Föld felszínén. | 288 | 15 | 59 | 518,67 | 127.5 | 4.95 | 12. | 15.375 | |||
Az emberi test átlagos hőmérséklete. | 309.95 | 36.8 | 98.24 | 557.91 | 94.8 | 12,144 | 29.44 | 26.82 | |||
A Föld felszínén regisztrált legmagasabb természetes hőmérséklet. | 329,8 | 56.7 | 134 | 593,67 | 67.5 | 18.7 | 45.3 | 33.94 | |||
Vízgőzölési hőmérséklet ( standard nyomáson ). | 373,133 9 | 99.983 9 | 100 | ≈ 212 | 212 | 211,971 | 671,641 | 0 | 33 | 80 | 60 |
Olvadáspont a titán . | 1,941 | 1,668 | 3 034 | 3 494 | −2 352 | 550 | 1334 | 883 | |||
Becsült hőmérséklet a Nap felszínén . | 5.800 | 5 526 | 9 980 | 10,440 | −8 140 | 1,823 | 4,421 | 2,909 | |||
|