Menu

Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Escala Kelvin

Escala Kelvin

Definició d'escala Kelvin

L'escala de temperatura Kelvin és una escala de temperatura absoluta amb zero a zero absolut. El kelvin és la unitat base de temperatura en el Sistema Internacional d'Unitats (SI). Juntament amb el grau centígrad, el grau kelvin és una de les dues unitats de temperatura més utilitzades mundialment.

El kelvin és la unitat de temperatura d'el 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 temperaturatermodinàmica (absoluta) on el zero absolut, la teòrica absència d'energia, és zero (0 K). Aquesta unitat rep el seu nom en honor a l'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 temperaturatermodinàmica". Malgrat que és habitual trobar-se amb la referència grau kelvin, la realitat és que a l'ésser una escala absoluta no té graus. Aquesta és una diferència respecte a les escales Celsius i Farenheit que si tenen graus.

Per expressar la diferència de temperatura o l'interval, l'ús de graus kelvin (o 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.

Diferència entre kelvin i graus 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.

En 1967/1968, la Resolució 3 de la 13a Conferència General de Pesos i Mesures va canviar el nom de l'increment unitari de temperatura termodinàmica "kelvin", símbol K, reemplaçant "grau Kelvin", símbol ° K.

Conversió entre les escales de temperatura kelvin

A diferència de la majoria de les conversions entre diferents unitats de mesura de quantitats físiques, per a les quals ha prou multiplicar o dividir per un cert factor, les conversions entre diferents escales de temperatura poden involucrar un terme que ha de sumar-se o restar a més d'un factor de multiplicació. Això prové de el fet que les diferents escales de temperatura defineixen un "zero" diferent. A més, el sistema de mesurament Kelvin es refereix a un "zero" particular, que és el zero absolut, i correspon a la temperatura més baixa que, en teoria, es pot obtenir en qualsevol sistema macroscòpic. Això fa que la temperatura mesura "Kelvin" es digui temperatura absoluta, i per la mateixa raó, el símbol de grau (°) no es col·loca abans de l'símbol de Kelvin (K),

Encara que l'escala Celsius i l'escala Kelvin tenen diferents referències, els valors dels intervals de temperatures (és a dir, les diferències de temperatura) mesurats amb les dues escales coincideixen. Això vol dir que, mentre que una temperatura T de 25.00 graus Celsius correspon a 298.15 k, una diferència de temperatura At de 25.00 ° C correspon exactament a 25.00 k.

 

Definició de kelvin

El kelvin (antic grau 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, ja -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 de l'kelvin i el grau Celsius és una unitat derivada de el sistema internacional d'unitats.
  • El 2007 la 23a Conferència General de Pesos i Mesures va adoptar una resolució en la qual aclaria que l'aigua a la qual es refereix la definició de l'kelvin ha de tenir una composició isotròpica concreta.

    Usos pràctics de l'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 grau 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 de l'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 de el 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 de 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 de l'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

    La 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 per el seu increment d'unitat. Aquesta escala absoluta és coneguda avui com l' escala de temperaturatermodinàmica de Kelvin. És notable que el valor de Thomson de -273,15 obtingués de fet 0,00366, que era el coeficient d'expansió acceptat de gas per grau Celsius relatiu a del punt de congelació. L'invers d'-,00366 expressat amb cinc dígits significatius és -273,22 ° C que és extraordinàriament a la vora de la 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 d'el 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 gener de 2020