Definizione della scala di temperatura Kelvin

La scala di temperatura Kelvin è la scala di temperatura assoluta più comunemente usata al mondo. Ecco la definizione della scala e uno sguardo alla sua storia e usi.

Key Takeaways: Kelvin Temperature Scale

• La scala di temperatura Kelvin è una scala di temperatura assoluta definita mediante la terza legge della termodinamica.
• Poiché è una scala assoluta, le temperature registrate in Kelvin non hanno gradi.
• Il punto zero della scala Kelvin è zero assoluto, ovvero quando le particelle hanno una minima energia cinetica e non possono raffreddarsi.
• Ogni unità (un grado, in altre scale) è 1 parte in 273.16 parti della differenza tra zero assoluto e il punto triplo dell'acqua. Questa è la stessa unità di misura del grado Celsius.

Definizione della scala di temperatura Kelvin

La scala di temperatura Kelvin è una scala di temperatura assoluta con zero a zero assoluto. Poiché si tratta di una scala assoluta, le misurazioni effettuate utilizzando la scala Kelvin non hanno gradi. Il kelvin (nota la lettera minuscola) è l'unità base della temperatura nell'International System of Units (SI).

Cambiamenti nella definizione

Fino a poco tempo fa, le unità della scala Kelvin si basavano sulla definizione che il volume di un gas a pressione (bassa) costante è direttamente proporzionale alla temperatura e che 100 gradi separa i punti di congelamento e di ebollizione dell'acqua.

Ora, l'unità Kelvin viene definita usando la distanza tra lo zero assoluto e il punto triplo dell'acqua. Usando questa definizione, un kelvin ha la stessa grandezza di un grado sulla scala Celsius, facilitando la conversione tra le misurazioni Kelvin e Celsius.

Il 16 novembre 2018 è stata adottata una nuova definizione. Questa definizione imposta la dimensione dell'unità kelvin in base alla costante di Boltzmann. A partire dal 20 maggio 2019, il kelvin, la talpa, l'ampere e il chilogrammo saranno definiti usando costanti termodinamiche.

uso

Le temperature in Kelvin sono scritte con la lettera maiuscola "K" e senza il simbolo del grado, come 1 K, 1120 K. Si noti che 0 K è "zero assoluto" e non vi sono (normalmente) temperature Kelvin negative.

Storia

William Thomson, in seguito Lord Kelvin, scrisse il documento Su una scala termometrica assoluta nel 1848. Descrisse la necessità di una scala di temperatura con un punto zero a zero assoluto, che calcolò essere equivalente a -273 ° C. La scala Celsius all'epoca era definita usando il punto di congelamento dell'acqua.

Nel 1954, la decima Conferenza generale su pesi e misure (CGPM) definì formalmente la scala Kelvin con un punto nullo di zero assoluto e il secondo punto di definizione nel punto triplo dell'acqua, che era definito esattamente 273,16 kelvin. In questo momento, la scala Kelvin è stata misurata usando i gradi.

Il 13 ° CGPM ha cambiato l'unità della scala da "grado Kelvin" o ° K a Kelvin e il simbolo K. Il 13 ° CGPM ha anche definito l'unità come 1 / 273,16 della temperatura del punto triplo dell'acqua.

Nel 2005, un sottocomitato del CGPM, il Comité International des Poids et Mesures (CIPM), ha specificato che il triplo punto d'acqua si riferisce al triplo punto d'acqua con una composizione isotopica chiamata Vienna Standard Mean Ocean Water.

Nel 2018, il 26 ° CGPM ha ridefinito il Kelvin in termini di valore costante di Boltzmann di 1.380649 × 10^-23 J / K.

Sebbene l'unità sia stata ridefinita nel tempo, i cambiamenti pratici nell'unità sono così piccoli da non influire in modo sensibile sulla maggior parte delle persone che lavorano con l'unità. Tuttavia, è sempre una buona idea prestare attenzione alle cifre significative dopo il punto decimale quando si converte tra gradi Celsius e Kelvin.

fonti

• Bureau International des Poids et Mesures (2006). "La brochure del Sistema internazionale di unità (SI)." 8a edizione. Comitato internazionale per pesi e misure.
• Lord Kelvin, William (ottobre 1848). "Su una scala termometrica assoluta." Rivista filosofica.
• Newell, D B; Cabiati, F; Fischer, J; Fujii, K; Karshenboim, S G; Margolis, H S; de Mirandés, E; Mohr, P J; Nez, F; Pachucki, K; Quinn, T J; Taylor, B N; Wang, M; Legno, B M; Zhang, Z; et al. (Comitato sui dati per la scienza e la tecnologia (CODATA) Gruppo di lavoro sulle costanti fondamentali) (2018). "I valori CODATA 2017 di h, e, k e NA per la revisione dell'IS". metrologia. 55 (1). DOI: 10,1088 / 1681-7575 / aa950a
• Rankine, W. J. M. (1859). "Un manuale del motore a vapore e di altri motori principali." Richard Griffin and Co. London. p. 306-307.