kelwin

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Bitermometr ze skalami wyskalowanymi w stopniach Celsjusza (lewa skala) i kelwinach (prawa skala).

Kelwin (rosyjski: K ; międzynarodowy: K ) to jednostka temperatury termodynamicznej w Międzynarodowym Układzie Jednostek Jednostek (SI) , jedna z siedmiu podstawowych jednostek SI . Zaproponowany w 1848 roku . Wyznacza się ją wartością stałej Boltzmanna : 1,380649 × 10 −23 J/K. Do 2019 r. definiowana była jako 1/ 273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody [1] . Początek skali (0 K) pokrywa się z zerem bezwzględnym .

Konwersja na stopnie Celsjusza :

(temperatura punktu potrójnego wody + 0,01°C).

Jednostka nosi imię angielskiego fizyka Williama Thomsona , któremu nadano tytuł Lorda Kelvina Largsky'ego z Ayrshiry . Z kolei tytuł ten pochodził z rzeki Kelvin , przepływającej przez terytorium Uniwersytetu Glasgow .

Do 1968 kelwin był oficjalnie nazywany stopniem kelwina [2] .

Historia

1848

William Thomson (Lord Kelvin)

William Thomson , przyszły Lord Kelvin, w swojej pracy „O bezwzględnej skali termometrycznej” pisze o potrzebie skali, której punkt zerowy będzie odpowiadał skrajnemu stopniowi zimna (zero absolutnemu), a wartość podziału będzie wynosić stopnie Celsjusza [3] . Ta skala absolutna jest dziś znana jako termodynamiczna skala Kelvina. Wartość „minus 273” uzyskano jako odwrotność 0,00366, współczynnika rozszerzalności gazu na stopień Celsjusza.

1954

Trzecia rezolucja X Generalnej Konferencji Miar (GCMW) nadała skali Kelvina nowoczesną definicję, przyjmując temperaturę punktu potrójnego wody jako drugi punkt odniesienia i przyjmując, że jej wartość wynosi dokładnie 273,16 kelwina ("stopnie Kelvina "w terminologii czasu) [4] .

1967/1968

Zgodnie z trzecią uchwałą XIII Generalnej Konferencji Miar i Wag jednostka miary skali termodynamicznej została przemianowana na „Kelvin”, a oznaczenie na „K” (wcześniej jednostka nosiła nazwę „stopień Kelvina”, jej oznaczenie było „° K”). Dodatkowo, wartość jednostki została określona bardziej jednoznacznie - jako równa 1/273,16 punktu potrójnego wody [5] .

2005

W obowiązkowym Suplemencie Technicznym do tekstu Międzynarodowej Skali Temperatur ITS-90 Komitet Doradczy ds. Termometrii ustalił wymagania dotyczące składu izotopowego wody przy określaniu temperatury punktu potrójnego wody [6] . Międzynarodowy Komitet Miar i Wag potwierdził, że definicja kelwina odnosi się do wody, której skład izotopowy określają następujące stosunki:

2018

Na 26. Generalnej Konferencji Miar podjęto uchwałę o znaczącej redefinicji podstawowych jednostek SI, która w szczególności obejmowała redefinicję kelwina poprzez wartość stałej Boltzmanna , która wynosi 1,380649 × 10 -23 J / K.

Wystąpiło nadpisanie

Wadą starej definicji kelwina było to, że w praktycznym zastosowaniu wartość kelwina okazała się zależeć od czystości i składu izotopowego użytej wody. Wychodząc z chęci wyeliminowania tego niedociągnięcia, XXIV CGPM, która odbyła się w dniach 17-21 października 2011 r. , przyjęła rezolucję [8] , w której w szczególności zaproponowano w przyszłej rewizji Międzynarodowego Układu Jednostek kelwin, wiążąc jego wartość z wartością stałej Boltzmanna . Założono, że wartość stałej Boltzmanna będzie stała, czyli będzie uważana za pewną dokładnie . W związku z tym sformułowana jest rezolucja XXIV CGPM dotycząca kelwina [8] :

Kelwin pozostanie jednostką temperatury termodynamicznej; ale jego wartość zostanie ustalona przez ustalenie wartości liczbowej stałej Boltzmanna równej dokładnie 1,380 6X⋅10 −23 , gdy jest wyrażona w jednostce SI m 2 · kg · s −2 · K −1 , co jest równoważne J · K -1 .

W ten sposób zaczęła się spełniać dokładna równość k = 1.380 6X⋅10 −23 J / K [9] . Konsekwencją tego było to, że kelwin stał się równy zmianie temperatury, co prowadzi do zmiany energii na stopień swobody o k⁄2, czyli o ½⋅1,380 6X⋅10 −23 J.

W rezolucji XXIV GKMV zauważył również, że natychmiast po przedefiniowaniu kelwina temperatura punktu potrójnego wody pozostanie równa 273,16 K, ale jednocześnie jej wartość nabierze błędu i zostanie wyznaczona eksperymentalnie w przyszłości [8] .

XXV CGPM, które odbyło się w 2014 r., postanowiło kontynuować prace nad przygotowaniem nowej rewizji SI, w tym redefinicji kelwina, i zaplanowano zakończenie tych prac do 2018 r. w celu zastąpienia istniejącej wersji Międzynarodowego Systemu Jednostki (SI) ze zaktualizowaną wersją XXVI CGPM, w tym z tego samego roku [10] .

Wielokrotności i podwielokrotności

Zgodnie z pełnym oficjalnym opisem SI, zawartym w aktualnej wersji Broszury SI ( fr. Brochure SI , ang. The SI Brochure ), opublikowanej przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM) , wielokrotności i podwielokrotności dziesiętne kelwinów są tworzone przy użyciu standardowych przedrostków SI [11] . Przyjęty przez Rząd Federacji Rosyjskiej „Rozporządzenie w sprawie jednostek ilości dopuszczonych do stosowania w Federacji Rosyjskiej” przewiduje stosowanie w Federacji Rosyjskiej tych samych przedrostków, ale przetłumaczonych na język rosyjski [12] .

Wielokrotności Długoterminowy
ogrom tytuł Przeznaczenie ogrom tytuł Przeznaczenie
10 1 C decaquelvin tak daK 10-1 K decykelwina dK dK
10 2 tys hektokelwin gK hK 10 -2 K santikelwin SK cK
10 3 tys kilokelwina kK kK 10-3 K milikelwin mK mK
10 6 K megakelwin MK MK 10-6 K mikrokelwina μK µK
10 9 K gigakelwin GK GK 10-9 K nanokelwin nK nK
10 12 tys terakelwin TC TK 10-12 tys pikokelwin PC pK
10 15 stopni petaquelvin PC PK 10-15 tys femtokelwin FC fK
10 18 K exakelvin WE EK 10-18 tys attokelwin aK aK
10 21 K zettakelwina ZK ZK 10-21 tys zeptokelwina zK zK
10 24 tys iottakelvin IR YK 10-24 tys joktokelwin iK yK
     zalecane do użytku      Niepolecane

Schemat konwersji temperatury

Temperatura barwowa

Kelwina wykorzystano również do pomiaru temperatury barwowej, która charakteryzuje przebieg natężenia wiązki źródła promieniowania w funkcji długości fali w zakresie optycznym . Temperaturę barwową definiuje się jako temperaturę ciała doskonale czarnego, przy której emituje ono promieniowanie o takim samym odcieniu koloru, jak rozważane promieniowanie [13] .

Przykładowe temperatury barwowe różnych źródeł światła:

  • 1500-2000 K - światło płomienia świecy ;
  • 2800 K - żarówka 100 W (lampa próżniowa);
  • 3400 K - słońce jest blisko horyzontu;
  • 3500 K - świetlówka o białym świetle;
  • 6500 K - standardowe białe światło dzienne, bliskie południowemu słońcu;
  • 9500 K - błękitne bezchmurne niebo po stronie północnej przed wschodem słońca;
  • 20 000 K - błękitne niebo w polarnych szerokościach geograficznych.

Unicode

Znak kelwina Unicode znajduje się w zakresie „dosłownym” i jest zakodowany jako U + 212A K ZNAK KELVINA ( znak HTML to K ).

Notatki (edytuj)

  1. GOST 8.417-2002. Państwowy system zapewnienia jednolitości pomiarów. Jednostki miary . Data leczenia: 19 lutego 2021 r.
  2. BIPM - kelwin (ang.) ... www.bipm.org. Data zabiegu: 1 marca 2017 r.
  3. Thomson, William. An Absolute Thermometric the On the Scale (ang.) // Magazyn Filozoficzny : czasopismo. - 1848 .-- Październik.
  4. Rozdzielczość 3: Definicja termodynamicznej skali temperatury (ang.) ... Uchwały X CGPM . Bureau International des Poids et Mesures (1954). Źródło 6 lutego 2008 . Zarchiwizowane 10 stycznia 2013 .
  5. Jednostka temperatury termodynamicznej (kelwin ) ... Broszura SI: Międzynarodowy Układ Jednostek (SI) . BIPM. Data leczenia: 17.10.2014.
  6. Wyjaśnienie definicji kelwina
  7. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI ) / Bureau International des Poids et Mesures. - Paryż, 2006. - str. 170. - 180 str. - ISBN 92-822-2213-6 .
  8. 1 2 3 W sprawie możliwej przyszłej rewizji Międzynarodowego Systemu Jednostek, rezolucja XXIV SI (inż.) Generalnej Konferencji Miar (2011)
  9. Tutaj X zastępuje jedną lub więcej cyfr znaczących, które zostały określone w ostatecznej wersji na podstawie najdokładniejszych wytycznych CODATA
  10. W sprawie przyszłej rewizji Międzynarodowego Układu Jednostek SI (inż.) ... Rezolucja 1 25. CGPM (2014) . BIPM . Data zabiegu: 9 października 2015 r.
  11. Broszura SI Oficjalny opis SI na stronie Międzynarodowego Biura Miar i Wag
  12. Przepisy dotyczące jednostek ilości dopuszczonych do stosowania w Federacji Rosyjskiej . Data leczenia: 19 lutego 2021 r.
  13. Doinikov A. S. Temperatura barwowa // Encyklopedia fizyczna : [w 5 tomach] / Ch. wyd. AM Prochorow . - M .: Wielka Encyklopedia Rosyjska, 1999. - T. 5: Urządzenia stroboskopowe - Jasność. - S. 422 .-- 692 s. - 20 000 egzemplarzy. - ISBN 5-85270-101-7 .

Spinki do mankietów