Kelvin: Introduction (Português)
A triple-point cell.
a temperatura é uma das medições mais importantes e onipresentes na vida humana. Há séculos que melhoramos continuamente os sistemas, tecnologias, métodos e unidades utilizados para quantificá-los e expressá-los. Agora, a próxima etapa desse processo teve lugar. O kelvin (K) — a unidade SI de temperatura-agora tem uma definição radicalmente nova.,na vida diária, a escala de temperatura de Kelvin-nomeada em homenagem ao célebre físico britânico Lord Kelvin (1824-1907) — raramente aparece. As pessoas estão mais familiarizadas com as escalas Fahrenheit e Celsius, que são usadas para a maioria das medições de temperatura práticas, tais como em previsões meteorológicas, preparação de alimentos, fabricação, etc. Historicamente, ambas escalas se centram em torno de pontos definidos, tais como o ponto de fusão do gelo, a temperatura do corpo humano ou o ponto de ebulição da água.a unidade kelvin não é expressa em graus Celsius ou Fahrenheit são., É usado por si só para descrever a temperatura. Por exemplo, ” mercúrio perde toda a resistência elétrica a uma temperatura de 4,2 Kelvin.”
a mudança de Um kelvin é a mesma quantidade de mudança de temperatura como de um grau Celsius, mas a escala Kelvin é “absoluta”, no sentido de que começa no zero absoluto, ou o que Kelvin e outros cientistas chamado de “infinito frio.”(0 K = -273.15 graus C = -459.67 graus F. A temperatura ambiente é de cerca de 70 graus F, 21 graus C ou 294 K.,)
O conceito de uma escala de temperatura absoluta é poderoso; é diferente do que simplesmente temperatura relativa, em que os objetos são ditos sobre ser mais quente ou mais frio do que qualquer outra coisa. A temperatura termodinâmica absoluta de um objeto fornece informações sobre quanta energia média de movimento (energia cinética) seus átomos e moléculas têm. de acordo com a física clássica do século XIX, o movimento pára completamente no zero absoluto., Mas de acordo com a teoria quântica introduzida no século XX, a matéria tem movimento aleatório no zero absoluto, chamado “movimento de ponto zero”, graças a um conceito quântico conhecido como o princípio da incerteza de Heisenberg, que dita que a posição e momento de um objeto não pode ser conhecido com completa certeza ao mesmo tempo. O movimento de ponto zero não é considerado movimento térmico e, portanto, não faz parte da definição de temperatura termodinâmica, ou absoluta. No zero absoluto, o único movimento que existe é o movimento quântico-mecânico de ponto zero.,a escala de Kelvin é amplamente utilizada na ciência, particularmente nas ciências físicas. Na vida cotidiana, é mais frequentemente encontrado como a” temperatura de cor ” de uma lâmpada. Uma lâmpada incandescente antiquada, que apaga a luz amarelada, tem uma temperatura de cor de cerca de 3.000 K. dito de outra forma, isto significa que o seu espectro amarelado se assemelha muito ao que um objeto quente a uma temperatura de 3.000 K irradiaria naturalmente., Uma lâmpada com uma temperatura de cor de 5,000 K a 5.600 K, que contém mais luz azul, é tipicamente rotulado de “luz do dia” ou “espectro completo” porque a temperatura da superfície do sol é de cerca de 5.800 K. muitas luzes LED recentemente disponíveis caem dentro desta faixa ou ir ainda mais alto.
Em 1954, o kelvin foi definido como igual à fração 1⁄273.16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água—o ponto em que a água, o gelo e o vapor de água coexistem em equilíbrio., Que é uma valiosa referência comum, porque, para uma precisa formulação de água a uma pressão específica, o ponto triplo ocorre sempre exactamente à mesma temperatura: 273.16 K.
Extrapolando a partir da água do ponto triplo temperatura muito alta ou muito baixa temperaturas, é problemático; assim, por acordo internacional, 21 a definição de pontos são especificados, desde o ponto de congelamento de hélio para o ponto de congelamento do cobre.,
no entanto, o kelvin foi redefinido em termos da constante de Boltzmann, que relaciona a quantidade de energia termodinâmica numa substância à sua temperatura. Quando a revista SI foi aprovado em novembro de 2018, a nova definição tornou-se:
O kelvin, símbolo K, é a unidade SI de temperatura termodinâmica; a sua grandeza é definida por fixar o valor numérico da constante de Boltzmann para ser igual a exatamente 1.380649 × 10-23…J K-1.se isso parece uma boca cheia, Você não estaria errado!, Para entender melhor o contexto e o Significado desta redefinição histórica, é útil aprender mais sobre o passado, o presente e o futuro da medição da temperatura.