开尔文(热力学温度单位)

开尔文(Kelvins),为热力学温标或称绝对温标,是国际单位制中的温度单位 [1] 开尔文温度常用符号K表示,其单位为开。

每变化1K相当于变化1℃,计算起点不同。摄氏度以冰水混合物的温度为起点,而开尔文是以绝对零度作为计算起点,即-273.15℃=0K。开尔文过去也曾称为绝对温度。水的三相点温度为0.0076℃,也可以说开尔文是将水三相点的温度定义为273.16K后所得到的温度。

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。 [2]

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。

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。

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

开氏度 = 摄氏度+273.15

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。 [3]

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