Definition der Kelvin-Temperaturskala

Die Kelvin-Temperaturskala ist die weltweit am häufigsten verwendete absolute Temperaturskala. Hier ist die Definition der Skala und ein Blick auf ihre Geschichte und Verwendung.

Wichtige Tipps: Kelvin-Temperaturskala

• Die Kelvin-Temperaturskala ist eine absolute Temperaturskala, die unter Verwendung des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik definiert wird.
• Da es sich um eine absolute Skala handelt, haben die in Kelvin aufgezeichneten Temperaturen keine Grad.
• Der Nullpunkt der Kelvin-Skala ist der absolute Nullpunkt. Dies ist der Fall, wenn Partikel eine minimale kinetische Energie haben und nicht kälter werden können.
• Jede Einheit (in anderen Maßstäben ein Grad) ist 1 Teil von 273,16 Teilen der Differenz zwischen dem absoluten Nullpunkt und dem Tripelpunkt des Wassers. Dies ist die gleiche Größeneinheit wie der Grad Celsius.

Definition der Kelvin-Temperaturskala

Die Kelvin-Temperaturskala ist eine absolute Temperaturskala mit Null bei absolutem Nullpunkt. Da es sich um eine absolute Skala handelt, haben Messungen mit der Kelvin-Skala keine Gradzahl. Der Kelvin (beachten Sie den Kleinbuchstaben) ist die Basiseinheit der Temperatur im Internationalen Einheitensystem (SI).

Änderungen in der Definition

Bis vor kurzem beruhten die Einheiten der Kelvin-Skala auf der Definition, dass das Volumen eines Gases bei konstantem (niedrigem) Druck direkt proportional zur Temperatur ist und dass 100 Grad den Gefrier- und den Siedepunkt von Wasser trennen.

Jetzt wird die Kelvin-Einheit anhand des Abstands zwischen dem absoluten Nullpunkt und dem Tripelpunkt des Wassers definiert. Mit dieser Definition entspricht ein Kelvin einem Grad auf der Celsius-Skala, was die Umrechnung zwischen Kelvin- und Celsius-Messungen vereinfacht.

Am 16. November 2018 wurde eine neue Definition verabschiedet. Diese Definition legt die Größe der Kelvin-Einheit basierend auf der Boltzmann-Konstante fest. Ab dem 20. Mai 2019 werden Kelvin, Mol, Ampere und Kilogramm unter Verwendung von thermodynamischen Konstanten definiert.

Verwendung

Kelvin-Temperaturen werden mit einem Großbuchstaben "K" und ohne das Gradsymbol geschrieben, z. B. 1 K, 1120 K. Beachten Sie, dass 0 K "absolute Null" ist und (normalerweise) keine negativen Kelvin-Temperaturen vorliegen.

Geschichte

William Thomson, später Lord Kelvin genannt, schrieb die Zeitung Auf einer absoluten thermometrischen Skala Er beschrieb die Notwendigkeit einer Temperaturskala mit einem Nullpunkt beim absoluten Nullpunkt, die er als äquivalent zu –273 ° C errechnete. Die damalige Celsius-Skala wurde über den Gefrierpunkt von Wasser definiert.

1954 definierte die 10. Generalkonferenz für Maße und Gewichte (CGPM) die Kelvin-Skala formell mit einem Nullpunkt von absolut Null und dem zweiten Definitionspunkt am Tripelpunkt von Wasser, der mit genau 273,16 Kelvin definiert wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Kelvin-Skala in Grad gemessen.

Die 13. CGPM änderte die Einheit der Skala von "Grad Kelvin" oder ° K in Kelvin und Symbol K. Die 13. CGPM definierte die Einheit auch als 1 / 273.16 der Temperatur des Tripelpunktes von Wasser.

Im Jahr 2005 bestimmte ein Unterausschuss des CGPM, das Comité International des Poids et Mesures (CIPM), den Tripelpunkt des Wassers als Tripelpunkt des Wassers mit einer Isotopenzusammensetzung namens Vienna Standard Mean Ocean Water.

2018 definierte das 26. CGPM den Kelvin in Bezug auf den Boltzmann-Konstantenwert von 1,380649 × 10 neu⁻²³ J / K.

Obwohl das Gerät im Laufe der Zeit neu definiert wurde, sind die praktischen Änderungen am Gerät so gering, dass sie die meisten Personen, die mit dem Gerät arbeiten, nicht nennenswert beeinträchtigen. Es ist jedoch immer eine gute Idee, bei der Umrechnung zwischen Grad Celsius und Kelvin auf signifikante Nachkommastellen zu achten.

Quellen

• Bureau International des Poids et Mesures (2006). "Die Broschüre zum Internationalen Einheitensystem (SI)." 8. Ausgabe. Internationales Komitee für Maße und Gewichte.
• Lord Kelvin, William (Oktober 1848). "Auf einer absoluten thermometrischen Skala." Philosophisches Magazin.
• Newell, DB; Cabiati, F; Fischer, J; Fujii, K; Karshenboim, SG; Margolis, HS; de Mirandés, E; Mohr, P J; Nez, F; Pachucki, K; Quinn, T J; Taylor, BN; Wang, M; Holz, B M; Zhang, Z; et al. (Arbeitsgruppe für Daten für Wissenschaft und Technologie (CODATA) zu Grundkonstanten) (2018). "Die CODATA 2017-Werte von h, e, k und NA für die Überarbeitung des SI". Metrologia. 55 (1). doi: 10.1088 / 1681-7575 / aa950a
• Rankine, W. J. M. (1859). "Ein Handbuch der Dampfmaschine und anderer Kraftmaschinen." Richard Griffin und Co. London. p. 306-307.