开尔文

开尔文

中文名 开尔文
定义 热力学温标或称绝对温标
单位
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历史

  • 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。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,并规定将其温度订定为273.15开。
  • 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)。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⁄273.16。”
  • 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。
  • 2018年2018年11月16日,国际计量大会通过决议,1开尔文将定义为“对应玻尔兹曼常数[3]为1.380649×10^-23J·K^-1的热力学温度”。新的标准定义将于2019年5月20日起正式生效。[3]

标度

开氏温度标度是用理想气体来确立的,它的零点被称为绝对零度。根据热学中理想气体分子平均动能的方程:

Ek=ikT/2

当温度在绝对零度时(T=0 K),气体分子的动能为零。为了方便起见,开氏温度计的刻度间隔与摄氏温度计上的刻度间隔相一致,也就是说,开氏温度计上的一度等于摄氏温度计上的一度,水的冰点摄氏温度计为0℃,开氏温度计为273.15K。

色温单位

以绝对温度 K 来表示,即将一标准黑体加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红—浅红—橙—黄—白—蓝,逐渐改变,某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。

单位转化

开氏度 = 摄氏度+273.15

实际使用

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。

单位转换

从开氏温标换算至其他温度单位 从其他温度单位换算至开氏温标
摄氏温标 [°C] = [K] - 273.15 [K] = [°C] + 273.15
华氏温标 [°F] = [K] ×⁄5− 459.67 [K] = ([°F] + 459.67) ×⁄9
兰金温标 [R] = [K] ×⁄5 [K] = [R] ×⁄9
Delisle [°De] = (373.15 − [K]) ×⁄2 [K] = 373.15 − [°De] ×⁄3
牛顿温标 [°N] = ([K] − 273.15) ×⁄100 [K] = [°N] ×⁄33+ 273.15
列氏温标 [°Ré] = ([K] − 273.15) ×⁄5 [K] = [°Ré] ×⁄4+ 273.15
Rømer [°Rø] = ([K] − 273.15) ×⁄40+ 7.5 [K] = ([°Rø] − 7.5) ×⁄21+ 273.15

词条图册

从开氏温标换算至其他温度单位 从其他温度单位换算至开氏温标
摄氏温标 [°C] = [K] - 273.15 [K] = [°C] + 273.15
华氏温标 [°F] = [K] ×⁄5− 459.67 [K] = ([°F] + 459.67) ×⁄9
兰金温标 [R] = [K] ×⁄5 [K] = [R] ×⁄9
Delisle [°De] = (373.15 − [K]) ×⁄2 [K] = 373.15 − [°De] ×⁄3
牛顿温标 [°N] = ([K] − 273.15) ×⁄100 [K] = [°N] ×⁄33+ 273.15
列氏温标 [°Ré] = ([K] − 273.15) ×⁄5 [K] = [°Ré] ×⁄4+ 273.15
Rømer [°Rø] = ([K] − 273.15) ×⁄40+ 7.5 [K] = ([°Rø] − 7.5) ×⁄21+ 273.15

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