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开尔文

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开尔文
单位制 国际单位制基本单位
物理量名称 溫度
符号 K 
得名 第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
正式定義
定義 The kelvin, unit of thermodynamic temperature, is 1/273.16 of the thermodynamic temperature of the triple point of water.
2019年 开尔文
单位制 国际单位制基本单位
物理量名称 溫度
符号 K 
得名 第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
正式定義
機構 國際度量衡委員會
制訂日期 2018國際度量衡大會
生效日期 2019年5月20日
定義 The kelvin, symbol K, is the SI unit of thermodynamic temperature. It is defined by taking the fixed numerical value of the Boltzmann constant k to be 1.380649×10−23 when expressed in the unit J⋅K−1, which is equal to kg⋅m2⋅s−2⋅K−1, where the kilogram, metre and second are defined in terms of h, c and ΔνCs.
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。

开氏温标得名自英國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,并规定將其温度訂定为273.15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]

新定义提案于2018年11月16日通过,将于2019年5月20日起生效。[8]

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)。[9]

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]. (原始内容存档于2007-09-26). 
  5. ^ J. Fischer1; 等. Report to the CIPM on the implications of changing the definition of the base unit Kelvin (PDF). 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 (PDF). 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. (PDF) (新闻稿). Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. 
  8. ^ Historic Vote Ties Kilogram and Other Units to Natural Constants. NIST. 2018-11-16 [2018-11-16] (英语). 
  9. ^ Updating the definition of the kelvin (PDF). International Bureau for Weights and Measures (BIPM). [2010-02-23]. 

Unicode[编辑]

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