Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Grau Kelvin

Grau Kelvin

El kelvin és la unitat de temperatura del Sistema Internacional. El kelvin és una de les set unitats bàsiques de temperatura. El seu símbol en el sistema internacional d'unitats és K. L'escala Kelvin és una escala de temperatura termodinàmica (absoluta) on el zero absolut, la teòrica absència d'energia, és zero (0 K). Aquesta unitat rep el seu nom en honor al físic, matemàtic i enginyer britànic William Thomson (1824 - 1907), que posteriorment va ser nomenat Lord Kelvin. Lord Kelvin va escriure sobre la necessitat d'una "escala de temperatura termodinàmica".

Per expressar la diferència de temperatura o l'interval, l'ús de kelvins en lloc de graus centígrads ajuda a evitar situacions en què es confonen aquestes quantitats amb la temperatura centígrada. El kelvin és la unitat de temperatura adequada per a usar-se en unitats derivades, com W / (m · K) o per tenir un prefix, com milli en mK.

Unitats de mesura de l'escala Kelvin

A diferència dels graus Fahrenheit i els graus Celsius, el kelvin no és un "grau", ni tampoc s'ha d'escriure amb el símbol dels graus. El nom correcte de la unitat és kelvin (començat amb minúscula). De vegades es pot veure escrit com a grau Kelvin, o amb el símbol K per analogia amb el grau Celsius, però no és correcte. Les seves unitats són kelvins i expressen amb una sola K.

El kelvin va ser definit el 1954 com a grau kelvin en la 10a Conferència General de Pesos i Mesures. Per decisió presa el 1967 a la 13a CGPM el nom esdevé l'actual kelvin.

Definició de kelvin

El kelvin es defineix basant-se en 2 factors,

  • Zero kelvin es corresponen amb el zero absolut, que és la temperatura mínima que es pot aconseguir, i es correspon amb la manca de moviment a nivell molecular. Aquesta temperatura equival a -273,15 graus Celsius, i a -459,67 graus Fahrenheit
  • Un kelvin és exactament 1 / 273,16 de la temperatura termodinàmica del punt triple de l'aigua. Una diferència d'un kelvin és equivalent a la d'un grau Celsius, actualment, l'escala Celsius es defineix a partir del kelvin i el grau Celsius és una unitat derivada del sistema internacional d'unitats.
  • El 2007 la 23a CGPM va adoptar una resolució en la qual aclaria que l'aigua a la qual es refereix la definició del kelvin ha de tenir una composició isotròpica concreta.

    Usos pràctics del kelvin

    El grau kelvin s'utilitza en molts aspectes de la física. No obstant això presentem dues aplicacions en què el kelvin té una especial importància.

    Temperatura de color

    El kelvin s'usa sovint en la mesura de la temperatura de color de les fonts de llum. La temperatura del color es basa en el principi que un radiador de cos negre emet llum el color depèn de la temperatura del radiador. Els cossos negres amb temperatures inferiors a aproximadament 4000 K semblen vermellosos, mentre que els que estan per sobre d'aproximadament 7500 K semblen blaus.

    La temperatura de color és important en els camps de projecció d'imatges i fotografia, on es requereix una temperatura de color d'aproximadament 5600 K perquè coincideixi amb les emulsions de pel·lícula de "llum diürna". En astronomia, la classificació estel·lar de les estrelles i el seu lloc en el diagrama Hertzsprung-RussellSe basen, en part, en la seva temperatura superficial, coneguda com temperatura efectiva. La fotosfera del Sol, per exemple, té una temperatura efectiva de 5778 K.

    Les càmeres digitals i el programari fotogràfic sovint utilitzen la temperatura de color en K en els menús d'edició i configuració. La guia simple és que com més alta sigui la temperatura de color, més blanca o blava serà la imatge. La reducció de la temperatura de color donarà una imatge més dominada per colors rogencs, "més càlids".

    Kelvin com una mesura del soroll

    En electrònica, el kelvin s'utilitza com un indicador de què tan sorollós és un circuit en relació amb el pis de soroll final, és a dir, la temperatura del soroll. L'anomenat soroll Johnson-Nyquist de resistències i condensadors discrets és un tipus de soroll tèrmic derivat de la constant de Boltzmann i es pot usar per determinar la temperatura de soroll d'un circuit que utilitza les fórmules de Friis per al soroll.

    Història de l'escala Kelvin

    L'escata Kelvin i la seva unitat han tingut al llarg de la història diferents fites en el desenvolupament:

    1848: William Thomson, primer Baró de Kelvin escrivia al seu diari Sobre l'escala termomètrica absoluta, de la necessitat d'una escala on "el fred infinit" (zero absolut) fos el punt nul de l'escala, i que utilitzés el grau Celsius pel seu increment d'unitat. Aquesta escala absoluta és coneguda avui com l'escala de temperatura termodinàmica de Kelvin. És notable que el valor de Thomson de -273,15 obtingués de fet 0,00366, que era el coeficient d'expansió acceptat del gas per grau Celsius relatiu al punt de congelació. L'invers d'-,00366 expressat amb cinc dígits significatius és -273,22 ° C que és extraordinàriament a la vora del valor veritable de -273,15 ° C

    1954: La resolució 3 de l'10è CGPM donava a l'escala Kelvin seva moderna definició, designant el punt triple de l'aigua com el seu segon punt que defineix i assigna la seva temperatura a exactament 273,16 graus Kelvin.

    1967/1968: La resolució 3 de la 13a CGPM va rebatejar l'increment de la temperatura termodinàmica com kelvin, símbol K, que reemplaçava grau absolut, símbol ° K. A més, és útil per definir més explícitament la magnitud de l'increment, la 13a CGPM també afirma a resolució 4 que El kelvin, unitat de temperatura termodinàmica, és igual a la fracció 1 / 273,16 de la temperatura termodinàmica del punt triple de l'aigua.

    2005: El Comitè Internacional de Pesos i Mesures (CIPM), un comitè del CGPM, afirmava que per als propòsits de delinear la temperatura del punt triple de l'aigua, la definició de l'escala de temperatura termodinàmica Kelvin es referiria a la aigua amb una composició isotòpica especificada en la Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW).

    valoración: 3 - votos 1

    Última revisió: 28 de agost de 2017