Кельвина
Аббревиатура/Символ:
К
Мировое использование:
Кельвин используется во всем мире, особенно в науке. Он является частью Международной системы единиц (СИ) и является основной единицей измерения температуры.
Кельвин часто используется с другими единицами СИ, такими как Паскаль для давления и Джоуль для энергии.
Определение:
Кельвин основан на шкале Цельсия, с тем же интервалом для каждого градуса. Однако начало шкалы Кельвина находится при абсолютном нуле, что составляет -273,15 градусов Цельсия. Кельвин полезен в физике, химии и космологии.
Преимущество использования Кельвина заключается в отсутствии отрицательных температур. Это упрощает расчеты и разницу температур.
Происхождение:
Шкала Кельвина была названа в честь шотландского физика Уильяма Томсона (лорд Кельвин), который внес значительный вклад в термодинамику и изучение тепла и энергии.
Работа лорда Кельвина над абсолютным нулем привела к разработке этой шкалы. Она основана на идее, что температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии частиц в веществе. Абсолютный ноль — это точка, в которой вещество не имеет кинетической энергии и вся молекулярная подвижность прекращается.
Шкала Кельвина почти исключительно используется в науке и технике, особенно в таких областях, как физика, химия и термодинамика.
Общие ссылки:
Абсолютный ноль, 0K
Точка плавления льда, 273,15K
Теплый летний день в умеренном климате, 295K
Нормальная температура тела человека, 310K
Точка кипения воды при 1 атмосфере, 373,15K
Контекст использования:
Кельвин — это единица измерения, используемая в термодинамике и температуре.
Кельвин используется почти исключительно в научных и инженерных контекстах, таких как физика, химия и космология.
Кельвин используется почти исключительно в научных и инженерных контекстах, таких как физика, химия и космология.
Почему нельзя получить отрицательное значение по Кельвину?:
Кельвин является абсолютной мерой температуры, что означает, что он начинается с абсолютного нуля, самой низкой возможной температуры в нашей вселенной. Абсолютный ноль равен 0 Кельвинов (K) или -273,15 градусов Цельсия (°C). Шкала Кельвина основана на средней кинетической энергии частиц в веществе.
Вы не можете иметь отрицательное значение Кельвина, потому что при 0K в частицах нет кинетической энергии, и они находятся в своем наинизшем возможном состоянии движения. Невозможно, чтобы система имела меньше энергии, чем ноль.
Отрицательный Кельвин подразумевает, что система имеет отрицательную тепловую энергию, что нарушает принципы термодинамики. Важно помнить, что отрицательные температуры существуют в других температурных шкалах, таких как Цельсий и Фаренгейт.
Почему Кельвин обозначается как K, а не °K?:
Эта аббревиатура K основана на том факте, что Кельвин является абсолютной температурной шкалой, где ноль Кельвина (0K) — это абсолютный ноль. Цельсий и Фаренгейт, которые имеют произвольные нулевые точки, основанные на точках замерзания и кипения воды, являются относительными и имеют градусы отношения, тогда как шкала Кельвина основана на абсолютной термодинамической температуре.
Опуская символ градуса, это напоминает нам, что Кельвин не является относительной мерой, а самостоятельной единицей измерения. Использование "K" вместо "°K" для Кельвина было решено как конвенция СИ, чтобы зарезервировать символ градуса для относительных температурных шкал.
Что происходит при абсолютном нуле (0K)?:
При абсолютном нуле, 0 Кельвинов (0K) или -273,15 градусов Цельсия, температура находится на самом низком возможном уровне. При этой температуре кинетическая энергия атомов и молекул равна нулю, что приводит их к полной остановке. Вся молекулярная активность прекращается, и материя становится неподвижной.
Здесь происходят несколько удивительных явлений. Так как нет молекулярного движения, нет тепловой энергии, и это имеет значительные последствия для физических свойств вещества. Например, материалы становятся очень хрупкими, а их электрическое сопротивление становится нулевым. Газы и жидкости замерзают в твердые тела.
Ученым никогда не удавалось охладить что-либо до абсолютного нуля. Однако они смогли наблюдать эффекты приближения к абсолютному нулю. Это дало представление о поведении материи и привело к пониманию сверхпроводников и конденсатов Бозе-Эйнштейна.