Kelvin

A Kelvin (orosz jelölése: K ; nemzetközi: K ) a termodinamikai hőmérséklet mértékegysége a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) , az SI hét alapegységének egyike . 1848 -ban javasolták . Ezt a Boltzmann-állandó értéke határozza meg : 1,380 649⋅10 −23  J/K . 2019-ig a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16-a volt [1] . A skála eleje egybeesik az abszolút nullával (0 K a skálán).

Átváltás Celsius fokra :

Az egység William Thomson angol fizikusról kapta a nevét , aki Lord Kelvin Larg of Ayrshire címet kapott . Ez a cím viszont a Kelvin folyótól származik, amely a Glasgow-i Egyetem területén folyik keresztül .

1968- ig a kelvint hivatalosan Kelvin - fokozatnak nevezték [2] .

Történelem

1848

William Thomson , a leendő Lord Kelvin „ On  an Absolute Thermometric Scale ” című művében egy olyan skála szükségességéről ír, amelynek nullapontja a hideg határfokának (abszolút nullának) felel meg, a felosztási ár pedig Celsius-fok [3] . Ezt az abszolút skálát ma Kelvin termodinamikai skálaként ismerik. A "mínusz 273" értéket a 0,00366, a gáztágulási együttható Celsius fokonkénti reciprokjaként kaptuk.

1954

A Tizedik Általános Súly- és Mértékkonferencia (CGPM) harmadik határozata megadta a Kelvin-skála modern definícióját, a víz hármaspontjának hőmérsékletét vette második referenciapontnak, és feltételezte, hogy ennek értéke pontosan 273,16 kelvin ("fok"). Kelvin" az akkori terminológiában) [4] .

1967/1968

A XIII. Általános Súly- és Mértékkonferencia harmadik határozatával összhangban a termodinamikai skála mértékegységét „kelvin”-re, a jelölést „K”-ra (korábban „kelvin-fok”-nak hívták, jelölése "°K" volt). Ezenkívül az egységértéket pontosabban határozták meg - a víz hármaspontjának 1/273,16-ával egyenlőként [5] .

2005

Az ITS-90 Nemzetközi Hőmérséklet Skála szövegének kötelező műszaki függelékében a Hőmérési Tanácsadó Bizottság megállapította a víz izotóp-összetételére vonatkozó követelményeket, amikor a víz hármaspontjának hőmérséklete megvalósul [6] . A Nemzetközi Súly- és Mértékbizottság megerősítette, hogy a kelvin definíciója vízre vonatkozik, amelynek izotópösszetételét a következő arányok határozzák meg [7] :

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

2018

A 26. Általános Súly- és Mértékkonferencián határozatot fogadtak el az SI alapegységeinek jelentős újradefiniálásáról, amely különösen a kelvin újradefiniálását tartalmazza a Boltzmann-állandó értékén keresztül , amely 1,380649. × 10–23 J/K.

Újradefiniálás folyamatban

A régi kelvin definíció hátránya, hogy a gyakorlati megvalósításban a kelvin értéke a felhasznált víz tisztaságától és izotópösszetételétől függ. E hiányosság megszüntetésének szándéka alapján a 2011. október 17-21-én megtartott XXIV. CGPM határozatot [8] fogadott el , amelyben különösen a kelvin újradefiniálását javasolta a nemzetközi rendszer jövőbeli felülvizsgálata során. Egységek, értékét összekapcsolva a Boltzmann-állandó értékével . Ugyanakkor azt feltételeztük, hogy a Boltzmann-állandó értéke fix, azaz pontosan meghatározottnak tekinthető . Ezzel kapcsolatban a CGPM XXIV. határozatában a kelvinre vonatkozóan megfogalmazódik [8] :

A kelvin a termodinamikai hőmérséklet mértékegysége marad; de a nagysága úgy lesz beállítva, hogy a Boltzmann-állandó számértékét pontosan 1,380 6X⋅10 −23 -ra rögzítjük , amikor az SI mértékegységben van kifejezve m 2 kg s −2 K −1 , ami J K −1 ekvivalens .

Így kezdett teljesülni a k  ​​= 1,380 6X⋅10 −23  J/K [9] pontos egyenlőség . Ennek az lett a következménye, hogy a kelvin egyenlővé vált a hőmérséklet változásával, ami az egy szabadságfokra eső kT /2 energia k /2-vel, azaz (1 / 2) × 1,380 6X⋅-vel változik. 10-23  J. _

A CGPM XXIV. határozatában azt is megjegyezte, hogy közvetlenül a kelvin újradefiniálása után a víz hármaspontjának hőmérséklete 273,16 K marad, ugyanakkor értéke hibás lesz, és kísérletileg kerül meghatározásra a vízben. jövő [8] .

A 2014-ben megtartott XXV CGPM úgy döntött, hogy folytatja az SI új felülvizsgálatának előkészítését, beleértve a kelvin újradefiniálását, és 2018-ra tervezte ezt a munkát a Nemzetközi Mértékegységrendszer jelenlegi kiadásának felváltása érdekében. (SI) a XXVI CGPM frissített változatával, beleértve ugyanazt az évet [10] .

Többszörösek és résztöbbségek

A Nemzetközi Súly- és Mértékiroda (BIPM) által kiadott SI Brosúra aktuális verziójában ( fr.  Brochure SI , eng.  The SI Brosúra ) található SI teljes hivatalos leírásának megfelelően a tizedesjegy többszörösei és részszorosai a kelvin mértékegységeket szabványos SI előtagok segítségével képezzük [11] . Az Orosz Föderáció kormánya által elfogadott "Az Orosz Föderációban felhasználható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások" előírják, hogy az Orosz Föderációban ugyanazokat az előtagokat használják, de orosz nyelvre lefordítva [12] .

Hőmérséklet-átalakítási diagram

Színhőmérséklet

A Kelvint a színhőmérséklet mérésére is használják, amely a fényforrás sugárzásának intenzitáseloszlását jellemzi a hullámhossz függvényében az optikai tartományban. A színhőmérséklet egy fekete test azon hőmérséklete , amelyen a kérdéses sugárzással azonos színtónusú sugárzást bocsát ki [13] .

Példák a különböző fényforrások színhőmérsékletére:

• 1500-2000 K - gyertyaláng fénye ;
• 2800 K - 100 W izzólámpa (vákuumlámpa);
• 3400 K - a nap a horizont közelében van;
• 3500 K - fehér fényű fénycső ;
• A 6500 K szabványos nappali fehér fényforrás, közel a déli napfényhez;
• 9500 K - kék felhőtlen ég az északi oldalon napkelte előtt;
• 20000 K - kék ég a sarki szélességeken.

Unicode

Az Unicode kelvin karakter a "betűszerű karakterek" tartományban található, és U+212A K KELVIN SIGN -ként ( HTML karakter  - K) van kódolva.

Jegyzetek

1. ↑ GOST 8.417-2002. A mérések egységességét biztosító állami rendszer. Mennyiség mértékegységei . Letöltve: 2021. február 19. Az eredetiből archiválva : 2019. június 16. (Orosz)
2. ↑ BIPM-  kelvin . www.bipm.org. Letöltve: 2017. március 1. Az eredetiből archiválva : 2019. március 29.
3. ↑ Thomson, William. Absolute Thermometric Scale  (angol)  // Filozófiai Magazin  : folyóirat. - 1848. - október.
4. ↑ 3. felbontás : A termodinamikai hőmérsékleti skála meghatározása  . A 10. CGPM határozatai . Bureau International des Poids et Mesures (1954). Hozzáférés dátuma: 2008. február 6. Az eredetiből archiválva : 2013. január 10.
5. ↑ A termodinamikai hőmérséklet mértékegysége (kelvin  ) . SI brosúra: A mértékegységek nemzetközi rendszere (SI) . BIPM. Letöltve: 2014. október 17. Az eredetiből archiválva : 2019. március 29.
6. ↑ A kelvin definíció pontosítása . Letöltve: 2010. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2010. október 7.. (határozatlan)
7. ↑ A mértékegységek nemzetközi rendszere (SI  ) / Bureau International des Poids et Mesures. - Párizs, 2006. - P. 170. - 180 p. — ISBN 92-822-2213-6 .
8. ↑ 1 2 3 A Nemzetközi Mértékegységrendszer lehetséges jövőbeni felülvizsgálatáról az SI archiválva : 2012. január 13., a Wayback Machine  Általános Konferencia XXIV. határozata a súlyokról és mértékekről (2011 )
9. ↑ Itt az X egy vagy több jelentős számjegyet helyettesít, amelyeket a végleges változatban a CODATA legjobb ajánlásai alapján határoztak meg .
10. ↑ A Nemzetközi Mértékegységrendszer jövőbeli felülvizsgálatáról az  SI . 25. CGPM (2014) 1. határozata . BIPM . Letöltve: 2015. október 9. Az eredetiből archiválva : 2017. május 14..
11. ↑ SI brosúra archiválva : 2006. április 26. a Wayback Machine -nél Az SI hivatalos leírása a Nemzetközi Súly- és Mértékiroda honlapján
12. ↑ Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások . Letöltve: 2021. február 19. Az eredetiből archiválva : 2021. április 17. (Orosz)
13. ↑ Doinikov A.S. Színhőmérséklet // Fizikai enciklopédia  : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1999. - V. 5: Stroboszkópos eszközök - Fényerő. - S. 422. - 692 p. — 20.000 példány.  — ISBN 5-85270-101-7 .

Linkek

• A Kelvin  (angol) definíciója  (hozzáférhetetlen hivatkozás) . BIPM . Letöltve: 2021. február 19. Az eredetiből archiválva : 2012. július 16.
• Bureau International des Poids et Mesures. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) brosúra  . - Nemzetközi Súly- és Mértékbizottság, 2006. - 20. évf. 8. kiadás .
• Különböző hőmérsékleti mértékegységek konvertálása (Celsius, Fahrenheit, Rankine, Réaumur, Kelvin)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán nagy kínai Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online) Britannica (online)