Bdtyk

Термометр со шкалами, градуированными в градусах Цельсия (левая шкала) и кельвинах (правая шкала).

Ке́львин (русское обозначение: К; международное: 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^[1]. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём.

Пересчёт в градусы Цельсия:

tC=tK−273,15{displaystyle t_{C}=t_{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^[en], протекающей через территорию университета Глазго.

До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина^[2].

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^[3]. 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 (ГКМВ) дала шкале Кельвина современное определение, взяв температуру тройной точки воды в качестве второй опорной точки и приняв, что её значение составляет ровно 273,16 кельвина^[4].

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^[5].

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^[6]. Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

• 0,000 155 76 моля ²H на один моль ¹Н
  


• 0,000 379 9 моля ¹⁷О на один моль ¹⁶О
  


• 0,002 005 2 моля ¹⁸О на один моль ¹⁶О^[7].

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 ГКМВ, состоявшаяся 17—21 октября 2011 года, приняла резолюцию^[8], 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. В связи с этим в резолюции XXIV ГКМВ по поводу кельвина сформулировано^[8]:
.mw-parser-output .ts-Начало_цитаты-quote{float:none;padding:0.25em 1em;border:thin solid #eaecf0}.mw-parser-output .ts-Начало_цитаты-source{margin:1em 0 0 5%;font-size:105%}.mw-parser-output .ts-Начало_цитаты-quote .ts-oq{margin:0 -1em -0.25em}.mw-parser-output .ts-Начало_цитаты-quote .ts-oq .NavFrame{padding:0}.mw-parser-output .ts-Начало_цитаты-quote .ts-oq .NavHead,.mw-parser-output .ts-Начало_цитаты-quote .ts-oq .NavContent{padding-left:1.052632em;padding-right:1.052632em}

Кельвин останется единицей термодинамической температуры; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X⋅10⁻²³, когда она выражена единицей СИ м²·кг·с⁻²·К⁻¹, что эквивалентно Дж·К⁻¹..mw-parser-output .ts-Конец_цитаты-source{margin:0.357143em 2em 0 0;text-align:right}

Таким образом, будет выполняться точное равенство k=1,380 6X⋅10⁻²³ Дж/К^[9]. Следствием этого явится то, что кельвин станет равным изменению температуры, которое приводит к изменению энергии, приходящейся на одну степень свободы kT, то есть к 1,380 6X⋅10⁻²³ Дж.

В своей резолюции XXIV ГКМВ 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^[8].

XXV ГКМВ, состоявшаяся в 2014 году, приняла решение продолжить работу по подготовке новой ревизии СИ, включающей переопределение кельвина, и наметила закончить эту работу к 2018 году с тем, чтобы заменить существующую редакцию Международной системы единиц (СИ) обновлённым вариантом на XXVI ГКМВ в том же году^[10].

Кратные и дольные единицы |

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы кельвина образуются с помощью стандартных приставок СИ^[11]. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в РФ тех же приставок, но переведённых на русский язык^[12].

Диаграмма перевода температур |

Цветовая температура |

Кельвин также применяется для измерения цветовой температуры, характеризующей ход интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение^[13].

Примеры цветовой температуры различных источников света:

• 1500—2000 К — свет пламени свечи;


• 2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);


• 3400 К — солнце у горизонта;


• 3500 К — люминесцентная лампа белого света;


• 6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;


• 9500 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;


• 20000 К — синее небо в полярных широтах.

Юникод |

Символ кельвина в Юникоде находится в диапазоне «буквоподобных символов» и кодируется как U+212A K KELVIN SIGN (HTML-символ — K).

Примечания |

Ссылки |

	Кельвин на Викискладе

• 
  Определение Кельвина в BIPM (англ.)
  


• 
  Bureau International des Poids et Mesures (2006). “The International System of Units (SI) Brochure” (PDF). 8th Edition. International Committee for Weights and Measures. Проверено 2008-02-06.
  


• OnlineConversion.com – Convert different temperature units (Celsius, Fahrenheit, Rankine, Réaumur, kelvin)