Kelvin: Úvod
triple-bod buňky.
Teplota je jedním z nejdůležitějších a všudypřítomné měření v lidském životě. Po staletí jsme se neustále zlepšovali na systémech, technologiích, metodách a jednotkách používaných k jeho kvantifikaci a vyjádření. Nyní došlo k další fázi tohoto procesu. Kelvin (k) — jednotka teploty SI-má nyní radikálně novou definici.,
V každodenním životě, Kelvinova teplotní stupnice — pojmenovaný pro slavný Britský fyzik Lord Kelvin (1824-1907) — zřídka dělá vzhled. Lidé jsou více obeznámeni s Fahrenheita a Celsia váhy, které se používají pro většinu praktických měření teploty, jako například v počasí, jídlo, příprava, výroba, atd. Historicky se obě váhy soustřeďují kolem definovaných bodů, jako je bod tání ledu, teplota lidského těla nebo bod varu vody.
kelvinova jednotka není vyjádřena ve stupních Celsia nebo Fahrenheita., Používá se samo o sobě k popisu teploty. Například “ rtuť ztrácí veškerý elektrický odpor při teplotě 4,2 Kelvinů.“
změna o jeden kelvin má stejnou hodnotu teploty změnit, jak jeden stupeň Celsia, ale Kelvinova stupnice je „absolutní“ v tom smyslu, že to začíná na absolutní nule, nebo co Kelvin a další vědci se nazývá „nekonečná zima.“(0 k = -273.15 stupňů C = -459.67 stupňů F. pokojová teplota je asi 70 stupňů F, 21 stupňů C nebo 294 k.,)
koncept absolutní teplotní stupnice je silný; je jiný než jednoduše relativní teplota, ve které se mluví o tom, že objekty jsou teplejší nebo chladnější než něco jiného. Absolutní termodynamická teplota objektu poskytuje informace o tom, kolik průměrné energie pohybu (kinetická energie) má jeho atomy a molekuly.
důležité: podle klasické fyziky z 19. století se pohyb zcela zastaví na absolutní nule., Ale podle kvantové teorie zavedena ve 20. století, hmota má mít náhodný pohyb při absolutní nule, tzv. „zero-point pohybu,“ díky kvantové koncept známý jako Heisenbergův princip neurčitosti, který říká, že polohu a hybnost objektu, nemohou být známy s úplnou jistotou ve stejnou dobu. Pohyb s nulovým bodem se nepovažuje za tepelně řízený (tepelný) pohyb, a proto není součástí definice termodynamické nebo absolutní teploty. Při absolutní nule jediný pohyb, který existuje, je kvantově mechanický pohyb nulového bodu.,
kelvinova stupnice je široce používána ve vědě, zejména ve fyzikálních vědách. V každodenním životě se nejčastěji vyskytuje jako“ barevná teplota “ lampy. Staromódní žárovka, která klade na nažloutlé světlo má barevnou teplotu asi 3000 K. jinak Řečeno, to znamená, že jeho nažloutlé spektra podobá, co horký objekt ve 3 000 K teplota by přirozeně vyzařovat., Lampa s barevnou teplotou 5000 K na 5600 K, která obsahuje více modré světlo, je obvykle označeny „denní světlo“ nebo „full spectrum“, protože teplota na povrchu slunce je asi 5800 K. Mnoho nově k dispozici LED světla spadají do tohoto rozsahu, nebo jít dokonce ještě vyšší.
V roce 1954, kelvin byl definován jako roven zlomek 1⁄273.16 termodynamické teploty trojného bodu vody—bod, ve kterém se voda, led a vodní pára koexistovat v rovnováze., To je cenným společným referenčním protože přesné složení vody při určitém tlaku trojného bodu dochází vždy na přesně stejné teplotě: 273.16 K.
Extrapolace z vody triple-point teploty na velmi vysoké nebo velmi nízké teploty, je problematické; takže tím, že mezinárodní dohody, 21 dalšími významnými body jsou uvedeny, v rozmezí od bodu mrazu helium do bodu tuhnutí mědi.,
kelvin byl však znovu definován z hlediska Boltzmannovy konstanty, která spojuje množství termodynamické energie v látce s její teplotou. Když revidované SI byl schválen v listopadu roku 2018, nová definice se stala:
kelvin, značka K, je jednotkou termodynamické teploty, jeho velikost je stanovené, kterým se stanoví číselné hodnoty Boltzmannovy konstanty k bude rovna přesně 1.380649 × 10-23…J K-1.
pokud to vypadá jako sousto, neměli byste se mýlit!, Abychom co nejlépe porozuměli kontextu a významu této historické redefinice, je užitečné se dozvědět více o minulosti, současnosti a budoucnosti měření teploty.