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克耳文

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CelsiusKelvinThermometer.jpg

克耳文英語:Kelvin)是溫度計量單位。它是國際單位制(SI)的七個基本單位之一,符號為K。以克耳文計量的溫度標準稱為熱力學溫標,其零點為絕對零度。在熱力學的經典表述中,絕對零度下所有熱運動停止。1克耳文定義為水的三相點與絕對零度相差的1273.16[1]水的三相點是0.01°C,因此溫度變化1攝氏度,相當於變化了1克耳文。

開氏溫標得名自英國工程師和物理學家威廉·湯姆森,第一代克耳文男爵(1824–1907)。

歷史[編輯]

克耳文勳爵,該單位的同名人物
1848年
克耳文勳爵(威廉·湯姆森)在其論文《關於一種絕對溫標》(On an Absolute Thermometric Scale)中寫道,需要一種以「絕對的冷」(絕對零度)作為零點的溫標,使用攝氏度作為其單位增量。湯姆森用當時的空氣溫度計測算出絕對零度等於−273 °C。[2]這種絕對溫標現在稱為克耳文熱力學溫標。
1954年
第10屆國際計量大會(CGPM)第3號決議給出了熱力學溫標的現代定義,表明水的三相點為其第二定義點,並規定將其溫度訂定為273.15開。[3]
1967-1968年
第13屆CGPM第3號決議將熱力學溫度的單位增量由「絕對度」(符號K)更名為「克耳文」(符號K)。[1]同時,因為意識到要更明確地定義單位增量的程度的必要,第13次在國際度量衡大會第4號決議中指出「克耳文,熱力學溫度單位,等於水的三相點的熱力學溫度的1273.16。」[1]
2005年
國際計量委員會聲稱為了闡明水的三相點的溫度,克耳文熱力學溫標中的定義適用於VSMOW標準中規定的水有同位素結構。[4]

重新定義的提議[編輯]

2005年,國際計量委員會著手於重新定義克耳文,讓它有一個更嚴格的定義。目前(2010)的定義並不能滿足於在低於20 K和高於1300 K處的使用。[5] 委員會提出,應重新定義克耳文,以使得波爾茲曼常數是一個定值1.3806505×10−23 J/K[6] 委員會原本希望,這個項目會在2011年的國際度量衡大會上通過,但到了2011年,這個提議又被推後到2014年,成為一個更大的項目中的一部分。[7]

從科學的觀點來看,這個新定義會使克耳文和其它國際標準單位連接起來,並且可以不再依賴於某種特定的物質。從實際的觀點來看,這個新定義不會造成任何區別,水在一個大氣壓下的凝固點仍然是 0 °C (32 °F, 273.15 K)。[8]

實際使用[編輯]

色溫[編輯]

克耳文常用於測量光源的色溫。色溫基於黑體發出的光的顏色取決於輻射體的溫度的原理。溫度低於約4000 K的黑體為淺紅色,溫度高於約7500 K為淺藍色。色溫在投影和攝影的領域很重要,約5600 K的色溫需要匹配「日光」膠片。在天文學領域,恆星的光譜和它們在赫羅圖中的位置部分取決於他們的表面溫度,被稱作有效溫度。例如,太陽的光球的有效溫度為5778 K。

與其它溫度單位之間的轉換[編輯]

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

參考文獻[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Resolution 4: Definition of the SI unit of thermodynamic temperature (kelvin). Resolutions of the 13th CGPM. 國際度量衡局. 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. 國際度量衡局. 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]. (原始內容存檔於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) (新聞稿). Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. 
  8. ^ Updating the definition of the kelvin (PDF). International Bureau for Weights and Measures (BIPM). [2010-02-23]. 

Unicode[編輯]

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