Kelvin
Förkortning/Symbol:
K
Världsomspännande användning:
Kelvin används över hela världen, särskilt inom vetenskapen. Det är en del av det Internationella måttsystemet (SI) och är den grundläggande enheten för att mäta temperaturen.
Kelvin används ofta tillsammans med andra SI-enheter, såsom Pascal för tryck och Joule för energi.
Definition:
Kelvin är baserat på Celsius-skalan, med samma intervall för varje grad. Men starten på Kelvinskalan är vid absoluta nollpunkten vilket är -273.15 grader C. Kelvin är användbart inom fysik, kemi och kosmologi.
En fördel med att använda Kelvin är att det inte finns några negativa temperaturer. Detta gör temperaturskillnader och beräkningar enklare.
Ursprung:
Kelvin-skalan namngavs efter den skotske fysikern William Thomson (lord Kelvin) som gjorde betydande bidrag till termodynamik och studiet av värme och energi.
Lord Kelvins arbete om absoluta nollpunkten ledde till utvecklingen av denna skala. Den är baserad på idén att temperaturen är direkt proportionell mot de genomsnittliga kinetiska energin hos partiklarna i en substans. Absoluta nollpunkten är punkten där substansen inte har någon kinetisk energi och all molekylär rörelse upphör.
Kelvin-skalan används nästan uteslutande inom vetenskap och teknik, särskilt inom områden som fysik, kemi och termodynamik.
Vanliga referenser:
Absoluta nollpunkten, 0K
Smältpunkten för is, 273.15K
Varm sommardag i ett tempererat klimat, 295K
Normal kroppstemperatur, 310K
Kokpunkten för vatten vid 1 atmosfär, 373.15K
Använd sammanhang:
Kelvin är en mätenhet som används inom termodynamik och temperatur.
Kelvin används nästan uteslutande inom vetenskapliga och tekniska sammanhang såsom fysik, kemi och kosmologi.
Varför kan man inte få ett negativt Kelvin-värde?:
Kelvin är en absolut temperaturmätning vilket innebär att den börjar vid absoluta nollpunkten, den lägsta möjliga temperaturen i vårt universum. Absoluta nollpunkten är 0 Kelvin(K) eller -273.15 grader Celsius(°C). Kelvinskalan är baserad på de genomsnittliga kinetiska energierna hos partiklar i en substans.
Du kan inte ha ett negativt Kelvin-värde eftersom vid 0K finns det ingen kinetisk energi i partiklarna och de är i sitt lägsta möjliga rörelsetillstånd. Det är omöjligt för ett system att ha mindre energi än noll.
Negativ Kelvin skulle innebära att ett system har en negativ termisk energi vilket bryter mot termodynamikens principer. Det är viktigt att komma ihåg att negativa temperaturer existerar i andra temperaturskalor såsom Celsius och Fahrenheit.
Varför citeras Kelvin som K och inte °K?:
Denna förkortning av K är baserad på det faktum att Kelvin är en absolut temperaturskala där noll Kelvin (0K) är absolut noll. Celsius och Fahrenheit som har godtyckliga nollpunkter baserade på vattenfrysnings- och kokpunkter är relativa och har grader av relation medan Kelvinskalan är baserad på den absoluta termodynamiska temperaturen.
Genom att utesluta gradtecknet påminner det oss om att Kelvin inte är en relativ mätning utan en egen enhet. Användningen av "K" istället för "°K" för Kelvin beslutades som en SI-konvention för att reservera gradtecknet för relativa temperaturskal.
Vad händer vid absoluta nollpunkten (0K)?:
Vid absoluta nollpunkten, 0 Kelvin (0K) eller -273.15 grader Celsius, är temperaturen på det lägsta möjliga punkten någonting kan vara. Vid denna temperatur är kinetisk energi hos atomer och molekyler noll vilket får dem att stanna helt. All molekylär rörelse upphör och materia blir stilla.
Flera fantastiska fenomen inträffar här. Eftersom det inte finns någon molekylär rörelse finns det ingen värmeenergi och detta har betydande konsekvenser för ämnets fysikaliska egenskaper. Till exempel blir material mycket spröda och deras elektriska resistans blir noll. Gaser och vätskor fryser till fasta ämnen.
Forskare har aldrig kylt någonting till absolut noll. Men de har kunnat se effekterna av att närma sig absolut noll. Detta har gett insikter i materialets beteende och har lett till förståelsen av superledare och Bose-Einstein-kondensat.