Кельвін

  1. 1848 [ правити | правити код ]
  2. +1954 [ правити | правити код ]
  3. 1967/1968 [ правити | правити код ]
  4. 2005 [ правити | правити код ]
  5. 2018 [ правити | правити код ]

Кельвін (російське позначення: К; міжнародне: K) - одиниця термодинамічної температури в Міжнародній системі одиниць (СІ) , Одна з семи основних одиниць СІ . запропоновано в 1848 році . Визначається через значення постійної Больцмана : 1,380649 × 10-23 Дж / К. До 2019 визначався як 1 / 273,16 частини термодинамічної температури потрійний точки води [1] . Початок шкали (0 К) збігається з абсолютним нулем .

перерахунок в градуси Цельсія :

t C = t K - 273, 15 {\ displaystyle t_ {C} = t_ {K} -273,15} t C = t K - 273, 15 {\ displaystyle t_ {C} = t_ {K} -273,15}   (Температура потрійної точки води +0,01 ° C) (Температура потрійної точки води +0,01 ° C).

Одиниця названа на честь англійського фізика Вільяма Томсона , Якому було надано звання лорд Кельвін Ларгскій з Айршіра . У свою чергу, це звання пішло від річки Кельвін [En] , Що протікає через територію університету Глазго .

до 1968 року коливань офіційно іменувався градусом Кельвіна [2] .

1848 [ правити | правити код ]

Вільям Томсон , Майбутній лорд Кельвін, в своїй роботі «Про абсолютну термометрической шкалою» ( «On an Absolute Thermometric Scale») пише про необхідність шкали, нульова точка якої буде відповідати граничної ступеня холоду (абсолютного нуля), а ціною поділки буде градус Цельсія [3] . Ця абсолютна шкала на сьогоднішній день відома як термодинамічна шкала Кельвіна. Значення «мінус 273» було отримано як зворотне від 0,00366 - коефіцієнта розширення газу на градус Цельсія.

+1954 [ правити | правити код ]

Третя резолюція Х Генеральній конференції з мір і ваг (ГКМВ) дала шкалою Кельвіна сучасне визначення, взявши температуру потрійної точки води в якості другої опорної точки і прийнявши, що її значення становить рівно 273,16 Кельвіна ( «градуса Кельвіна» в термінології того часу) [4] .

1967/1968 [ правити | правити код ]

Відповідно до третьої резолюцією XIII Генеральної конференції з мір та ваг одиниця виміру термодинамічної шкали була перейменована в «коливань», а позначенням став «К» (раніше одиниця називалася «градус Кельвіна», її позначенням був «° K»). Крім того величина одиниці була визначена більш явно - як рівна 1 / 273,16 потрійної точки води [5] .

2005 [ правити | правити код ]

В обов'язковому Технічному додатку до тексту Міжнародної температурної шкали МТШ-90 Консультативний комітет з термометрії встановив вимоги до ізотопного складу води при реалізації температури потрійної точки води [6] . Міжнародний комітет мір і ваг підтвердив, що визначення Кельвіна відноситься до води, чий ізотопний склад визначений наступними співвідношеннями:

  • 0,000 155 76 благаючи 2H на один моль
  • 0,000 379 9 благаючи 17О на один моль 16О
  • 0,002 005 2 благаючи 18О на один моль 16О [7] .

2018 [ правити | правити код ]

На 26-ій генеральної конференції з мір та ваг була прийнята резолюція про значне перевизначенні основних одиниць СІ, яке, зокрема включало в себе перевизначення Кельвіна через значення постійної Больцмана , Яка дорівнює 1,380649 × 10-23 Дж / К.

Недоліком старого визначення Кельвіна було те, що при практичній реалізації величина Кельвіна виявлялася залежить від чистоти і ізотопного складу використовуваної води. Виходячи з прагнення усунути цей недолік, XXIV ГКМВ, що відбулася 17-21 жовтня 2011 року , Прийняла резолюцію [8] , В якій, зокрема, було запропоновано в майбутньої ревізії Міжнародної системи одиниць перевизначити коливань, зв'язавши його величину із значенням постійної Больцмана . При цьому передбачалося, що значення постійної Больцмана буде зафіксовано, тобто буде вважатися певним точно. У зв'язку з цим в резолюції XXIV ГКМВ з приводу Кельвіна сформульовано [8] :

Таким чином, стало виконуватися точне рівність k = 1,380 6X⋅10-23 Дж / К [9] . Наслідком цього стало те, що коливань став рівним зміни температури, що призводить до зміни енергії, що припадає на одну ступінь свободи k T 2 {\ displaystyle {\ frac {kT} {2}}} Таким чином, стало виконуватися точне рівність k = 1,380 6X⋅10-23 Дж / К   [9] на k/2, тобто на ½⋅1,380 6X⋅10-23 Дж.

У своїй резолюції XXIV ГКМВ зазначила також, що безпосередньо після перевизначення Кельвіна температура потрійної точки води залишиться рівною 273,16 К, але при цьому її значення придбає похибка і надалі буде визначатися експериментально [8] .

XXV ГКМВ, що відбулася в 2014 році, прийняла рішення продовжити роботу з підготовки нової ревізії СІ, що включає перевизначення Кельвіна, і намітила закінчити цю роботу до 2018 року з тим, щоб замінити існуючу редакцію Міжнародної системи одиниць (СІ) оновленим варіантом на XXVI ГКМВ в тому ж році [10] .

Відповідно до повним офіційним описом СІ, що міститься в чинній редакції Брошури СІ ( фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опублікованій Міжнародним бюро мір і ваг (МБМВ) , Десяткові кратні і частинні одиниці Кельвіна утворюються за допомогою стандартних приставок СІ [11] . «Положення про одиниці величин, що допускаються до застосування в Російській Федерації», прийняте Урядом Російської Федерації , Передбачає використання в РФ тих же приставок, але переведених на російську мову [12] .

Кратні Дольне величина назва позначення величина назва позначення 101 К декакельвін даК daK 10-1 До децікельвін ДК dK 102 К гектокельвін ЦК hK 10-2 До ​​сантікельвін СК cK 103 К кілокельвін кЯ kK 10-3 До міллікельвін мК mK 106 К мегакельвін МК MK 10 -6 До мікрокельвіна мкК μK 109 К гігакельвін ГК GK 10-9 До нанокельвін нк nK 1012 До теракельвін ТК TK 10-12 До пікокельвін ПК pK 1015 До петакельвін ПК PK 10-15 До фемтокельвін фК fK 1018 До ексакельвін ЕК EK 10-18 До аттокельвін АК aK тисячі двадцять один До зеттакельвін ЗК ZK 10-21 До зептокельвін ЗК zK тисячі двадцять чотири До іоттакельвін ІК YK 10-24 До іоктокельвін ІК yK застосовувати не рекомендується

Кельвін також застосовується для вимірювання температури кольору, що характеризує хід інтенсивності випромінювання джерела світла як функції довжини хвилі в оптичному діапазоні. Колірна температура визначається як температура абсолютно чорного тіла , При якій воно випускає випромінювання того ж колірного тону , Що і розглядається випромінювання [13] .

Приклади колірної температури різних джерел світла:

  • 1500-2000 К - світло полум'я свічки ;
  • 2800 К - лампа розжарювання 100 Вт (вакуумна лампа);
  • 3400 К - сонце у горизонту;
  • 3500 К - люмінесцентна лампа білого світла;
  • 6500 К - стандартне джерело денного білого світла, близький до полуденного сонячного світла;
  • 9500 К - синє безхмарне небо на північній стороні перед сходом Сонця;
  • 20000 К - синє небо в полярних широтах.

Символ Кельвіна в Юникоде знаходиться в діапазоні «буквоподобних символів» і кодується як U + 212A K KELVIN SIGN ( HTML-символ - & # 8490;).