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开尔文

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CelsiusKelvinThermometer.jpg

开尔文英语Kelvin)是温度计量单位。它是國際單位制(SI)的七个基本單位之一,符號为K。以开尔文计量的温度标准称为热力学温标,其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。1开尔文定义为水的三相点與绝对零度相差的1273.16[1]水的三相点是0.01°C,因此温度变化1攝氏度,相当于变化了1开尔文。

开氏温标得名自爱尔兰工程师和物理学家威廉·汤姆森,第一代开尔文男爵(1824–1907)。

历史[编辑]

开尔文勋爵,该单位的同名人物
1848年
开尔文勋爵(威廉·汤姆森)在其论文《关于一种绝对温标》(On an Absolute Thermometric Scale)中写道,需要一种以“绝对的冷”(绝对零度)作为零点的温标,使用摄氏度作为其单位增量。汤姆森用当时的空气温度计测算出绝对零度等于−273 °C。[2]这种绝对温标现在称为开尔文热力学温标。
1954年
第10届国际计量大会(CGPM)第3号决议给出了热力学温标的现代定义,表明水的三相点为其第二定义点,并规定其温度为273.16开。[3]
1967-1968年
第13届CGPM第3号决议将热力学温度的单位增量由“绝对度”(符号°K)更名为“开尔文”(符号K)。[1]同时,因为意识到要更明确地定义单位增量的程度的必要,第13次在国际度量衡大会第4号决议中指出“开尔文,热力学温度单位,等于水的三相点的热力学温度的1273.16。”[1]
2005年
国际计量委员会声称为了阐明水的三相点的温度,开尔文热力学温标中的定义适用于VSMOW标准中规定的水有同位素结构。[4]

重新定义的提议[编辑]

2005年,国际计量委员会着手于重新定义开尔文,让它有一个更严格的定义。目前(2010)的定义并不能满足于在低于20 K和高于1300 K处的使用。.[5] 委员会提出,应重新定义开尔文,以使得波尔兹曼常数是一个定值1.3806505×10−23 J/K[6] 委员会原本希望,这个项目会在2011年的国际度量衡大会上通过,但到了2011年,这个提议又被推后到2014年,成为一个更大的项目中的一部分。.[7]

从科学的观点来看,这个新定义会使开尔文和其它国际标准单位连接起来,并且可以不再依赖于某种特定的物质。从实际的观点来看,这个新定义不会造成任何区别,水在一个大气压下的凝固点仍然是 0 °C (32 °F, 273.15 K)。[8]

实际使用[编辑]

色温[编辑]

开尔文常用于测量光源的色温。色温基于黑体发出的光的颜色取决于辐射体的温度的原理。温度低于约4000 K的黑体为浅红色,温度高于约7500 K为浅蓝色。色温在投影和摄影的领域很重要,约5600 K的色温需要匹配“日光”胶片。在天文学领域,恒星的光谱和它们在赫罗图中的位置部分取决于他们的表面温度,被称作有效温度。例如,太阳的光球的有效温度为5778 K。

与其它温度单位之间的转换[编辑]

從開氏溫標換算至其他溫度單位 從其他溫度單位換算至開氏溫標
攝氏溫標 [°C] = [K] − 273.15 [K] = [°C] + 273.15
華氏溫標 [°F] = [K] × 95 − 459.67 [K] = ([°F] + 459.67) × 59
蘭金溫標 [R] = [K] × 95 [K] = [R] × 59
Delisle [°De] = (373.15 − [K]) × 32 [K] = 373.15 − [°De] × 23
牛頓溫標 [°N] = ([K] − 273.15) × 33100 [K] = [°N] × 10033 + 273.15
列氏溫標 [°Ré] = ([K] − 273.15) × 45 [K] = [°Ré] × 54 + 273.15
Rømer [°Rø] = ([K] − 273.15) × 2140 + 7.5 [K] = ([°Rø] − 7.5) × 4021 + 273.15


参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Resolution 4: Definition of the SI unit of thermodynamic temperature (kelvin). Resolutions of the 13th CGPM. 国际度量衡局. 1967 [2008-02-06]. 
  2. ^ Thomson, William. On an Absolute Thermometric Scale. Philosophical Magazine. October 1848 [2008-02-06]. 
  3. ^ Resolution 3: Definition of the thermodynamic temperature scale. Resolutions of the 10th CGPM. 国际度量衡局. 1954 [2008-02-06]. 
  4. ^ Unit of thermodynamic temperature (kelvin). SI Brochure, 8th edition. Bureau International des Poids et Mesures. Section 2.1.1.5. 1967 [2008-02-06]. 
  5. ^ J. Fischer1 et al. Report to the CIPM on the implications of changing the definition of the base unit Kelvin. International Committee for Weights and Measures (CIPM). 2007-05-02 [2010-02-23]. 
  6. ^ Ian Mills. Draft Chapter 2 for SI Brochure, following redefinitions of the base units. CCU. 29 September 2010 [2011-01-01]. 
  7. ^ General Conference on Weights and Measures approves possible changes to the International System of Units, including redefinition of the kilogram., 新聞稿. Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. 
  8. ^ Updating the definition of the kelvin. International Bureau for Weights and Measures (BIPM). [2010-02-23]. 

Unicode[编辑]

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