Кельвін

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Кельвін (одиниця))
Перейти до навігації Перейти до пошуку
основна одиниця SI[1]
одиниця вимірювання температури
безпрефіксна одиниця SId і основна одиниця UCUMd
Кельвін
CelsiusKelvinThermometer.jpg
Термометр із шкалами в кельвінах і градусах Цельсія.
Загальна інформація
Система одиниць Основні одиниці SI
Одиниця температури
Символ К
Названа на честь Вільям Томсон

CMNS: Кельвін у Вікісховищі

Ке́львін (позначення K) — одиниця вимірювання термодинамічної температури в системі SI, одна з семи основних одиниць цієї системи[2][3].

Кельвін визначається через встановлення фіксованого числового значення сталої Больцмана k рівним 1,380 649 × 10–23 в одиницях Дж К– 1, або в основних одиницях SI кг м2 с– 2 К– 1, де кілограм, метр і секунда визначаються через h, c і ΔνCs. (h — стала Планка, c — швидкість світла у вакуумі, ΔνCs — частота, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями незбуреного основного стану атома цезію 133Cs)[4].

кг м2с−2.

Це рівняння можна виразити

.

З цього визначення випливає, що стала Больцмана k має точне значення k = 1,380 649 × 10–23 Дж/К. Фізичний зміст визначення одиниці термодинамічної температури полягає у тому, що

Один кельвін відповідає зміні термодинамічної температури T, яка приводить до зміни теплової енергії kT на 1,380 649 × 10–23 Дж.

До 2019 року кельвін, згідно з міжнародною угодою, визначався двома точками: абсолютним нулем та потрійною точкою води. Абсолютний нуль температури, за визначенням, дорівнює точно 0 K (–273,15 °C)[5]. За абсолютного нуля весь кінетичний рух частинок речовини (у класичному розумінні) припиняється і, таким чином, матерія не має теплової енергії. Потрійній точці води, також за визначенням, приписана температура 273,16 K (0,01 °C). Наслідками таких визначень двох опорних точок абсолютної термодинамічної шкали стали:

  • один кельвін дорівнює точно 1/273,16 часткам температури потрійної точки води;
  • один кельвін дорівнює одному градусу Цельсія[6] точно;
  • різниця між двома температурними шкалами дорівнює 273,15 кельвіна точно.

Деякі важливі точки температурної шкали, що стосуються кельвіна, наведено в таблиці.

Точка Температура
кельвін градус
Цельсія
градус
Фаренгейта
Абсолютний нуль
(точно за визначенням)
0 K –273,15 °C −459,67 °F
Точка замерзання води 273,15 K 0 °C 32 °F
Потрійна точка води
(точно за визначенням)
273,16 K 0,01 °C 32,018 °F
Точка кипіння води[Прим 1] 373,1339 K 99,9839 °C 211,9710 °F
  1. Для Віденської стандартної середньоокеанської води[en] за нормальних умов (101325 Па), після калібрування виключно за двома точками термодинамічної шкали[джерело?].

Одиниця вимірювання кельвін названа на честь британського фізика і інженера Вільяма Томсона, якому надано лицарське звання барон Кельвін перший. Його баронське ім’я, у свою чергу, походить від назви річки Кельвін, яка протікає територією університету Глазго[джерело?].

Формули перетворення між температурними одиницями[ред. | ред. код]

1 K = 1 °C = 1,8 °F: K = °C + 273,15
K = (°F + 459,67)/1,8
°C = K — 273,15
°F = 1,8·K — 459,67

Посилання[ред. | ред. код]

  1. 6.5.2 // Quantities and units—Part 1: General — 1 — ISO, 2009. — P. 17. — 41 p.
  2. SI base units. BIPM. Процитовано 01.08.2016. 
  3. ДСТУ ISO 80000-1:2016 Величини та одиниці. Частина 1. Загальні положення (ISO 80000-1:2009; ISO 80000-1:2009/Cor.1:2011, IDT)
  4. BIPM - SI Brochure. bipm.org. Процитовано 2019-08-01. 
  5. Unit of thermodynamic temperature (kelvin). SI Brochure, Section 2.1.1.5. Процитовано 01.08.2016. 
  6. Тут мається на увазі діапазон температурної одиниці, який є однаковим в обидвох цих шкалах: так, оскільки 0 °C — це 273,15 K, то 1 °C — це 274,15 К, 2 °C — це 275,15 К, і т. д.

Джерела[ред. | ред. код]

  1. Наказ Міністерства економічного розвитку та торгівлі України від 25.08.2015 № 914. Про затвердження визначень основних одиниць SI, назв та визначень похідних одиниць SI, десяткових кратних і частинних від одиниць SI, дозволених позасистемних одиниць, а також їх позначень та Правил застосування одиниць вимірювання і написання назв та позначень одиниць вимірювання і символів величин.

Література[ред. | ред. код]

  • Біленко І. І. Фізичний словник. — К.: Вища школа, Головне видав., 1979. — 336 с.

Посилання[ред. | ред. код]