Кельвин

Ке́львин (обозначение: K) — единица термодинамической температуры в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. Предложена в 1848 году. Один кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём.

Пересчёт в градусы Цельсия: °С = K−273,15 (температура тройной точки воды — 0,01 °C).

Единица названа в честь английского физика Уильяма Томсона, которому было пожаловано звание лорд Кельвин Ларгский из Айршира. В свою очередь, это звание пошло от реки Кельвин (River Kelvin), протекающей через территорию университета в Глазго.

До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина.

История

1848

Уильям Томсон (лорд Кельвин)

Уильям Томсон в своей работе «Об абсолютной термометрической шкале» («On an Absolute Thermometric Scale») пишет о необходимости шкалы, нулевая точка которой будет соответствовать предельной степени холода (абсолютному нулю), а ценой деления будет градус Цельсия. Эта абсолютная шкала на сегодняшний день известна как термодинамическая шкала Кельвина. Значение «минус 273» было получено как обратное от 0,00366 — коэффициента расширения газа на градус Цельсия, что точно соответствует текущему принятому значению.

1954

Третья резолюция Х Генеральной конференции по мерам и весам дала шкале Кельвина современное определение, взяв температуру тройной точки воды в качестве второй опорной точки и приняв, что её значение составляет ровно 273,16 кельвинов.

1967/1968

В соответствии с третьей резолюцией XIII Генеральной конференции по мерам и весам единица измерения термодинамической шкалы была переименована в «кельвин», а обозначением стал «К» (ранее единица называлась «градус Кельвина», её обозначением был «°K»). Кроме того величина единицы была определена более явно — как равная 1/273,16.

2005

В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

Предполагаемое переопределение

Недостатком современного определения кельвина является то, что при практической реализации величина кельвина оказывается зависящей от чистоты и изотопного состава используемой воды. Исходя из стремления устранить этот недостаток, XXIV Генеральная конференция по мерам и весам, состоявшаяся 17—21 октября 2011 года, приняла резолюцию, в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц переопределить кельвин, связав его величину со значением постоянной Больцмана. При этом предполагается, что значение постоянной Больцмана будет зафиксировано, то есть будет считаться определённым точно.

Таким образом, будет выполняться точное равенство k=1,380 6X·10⁻²³ Дж/К. Следствием этого явится то, что кельвин станет равным изменению температуры, которое приводит к изменению энергии, приходящейся на одну степень свободы kT, равному 1,380 6X·10⁻²³ Дж.

В своей резолюции XXIV Генеральная конференция по мерам и весам отметила также, что непосредственно после предполагаемого переопределения кельвина температура тройной точки воды останется равной 273,16 К, но при этом её значение приобретёт погрешность и в дальнейшем будет определяться экспериментально.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 К	декакельвин	даК	daK	10−1 К	децикельвин	дК	dK
102 К	гектокельвин	гК	hK	10−2 К	сантикельвин	сК	cK
103 К	килокельвин	кК	kK	10−3 К	милликельвин	мК	mK
106 К	мегакельвин	МК	MK	10−6 К	микрокельвин	мкК	µK
109 К	гигакельвин	ГК	GK	10−9 К	нанокельвин	нК	nK
1012 К	теракельвин	ТК	TK	10−12 К	пикокельвин	пК	pK
1015 К	петакельвин	ПК	PK	10−15 К	фемтокельвин	фК	fK
1018 К	эксакельвин	ЭК	EK	10−18 К	аттокельвин	аК	aK
1021 К	зеттакельвин	ЗК	ZK	10−21 К	зептокельвин	зК	zK
1024 К	иоттакельвин	ИК	YK	10−24 К	иоктокельвин	иК	yK
применять не рекомендуется

Диаграмма перевода температур

Ссылки

• Определение Кельвина в BIPM  (англ.)