Чему равен 1 кельвин. Температурные шкалы
Перевод измерения температур в шкалы Кельвина (Kelvin)/Цельсия (Celsius)/Фаренгейта (Fahrenheit)/Ранкина (Rankine)/Делисле (Delisle)/Ньютона (Newton)/Реамюрa (Reaumur)/Рёмера (Romer).
Таблица 1. Перевод в/из градусов температуры Кельвина (Kelvin)
Таблица 2. Перевод в/из градусов температуры Цельсия (Celsius). Стоградусная шкала.
Таблица 3. Перевод в/из градусов температуры Фаренгейта (Fahrenheit)
Таблица 4. Перевод в/из градусов температуры Ранкинa (Rankine)
Таблица 5. Перевод в/из градусов температуры Делисле (Delisle)
Таблица 6. Перевод в/из градусов температуры Ньютона (Newton)
Таблица 7. Перевод в/из градусов температуры Реамюрa (Reaumur)
Таблица 7. Перевод в/из градусов температуры Рёмерa (Romer)
Таблица перевода градусов температур Кельвина (Kelvin)/Цельсия (Celsius)/Фаренгейта (Fahrenheit)/Ранкина (Rankine)/Делисле (Delisle)/Ньютона (Newton)/Реамюрa (Reaumur)/Рёмера (Romer)
| Цельсий (Celsius) | Фаренгейт (Fahrenheit) | Кельвин (Kelvin) | Ранкин (Rankine) | Делисле (Delisle) | Ньютон (Newton) | Реамюр (Reaumur) | Рёмер (Romer) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 300.00 | 572.00 | 573.15 | 1031.67 | -300.00 | 99.00 | 240.00 | 165.00 |
| 290.00 | 554.00 | 563.15 | 1013.67 | -285.00 | 95.70 | 232.00 | 159.75 |
| 280.00 | 536.00 | 553.15 | 995.67 | -270.00 | 92.40 | 224.00 | 154.50 |
| 270.00 | 518.00 | 543.15 | 977.67 | -255.00 | 89.10 | 216.00 | 149.25 |
| 260.00 | 500.00 | 533.15 | 959.67 | -240.00 | 85.80 | 208.00 | 144.00 |
| 250.00 | 482.00 | 523.15 | 941.67 | -225.00 | 82.50 | 200.00 | 138.75 |
| 240.00 | 464.00 | 513.15 | 923.67 | -210.00 | 79.20 | 192.00 | 133.50 |
| 230.00 | 446.00 | 503.15 | 905.67 | -195.00 | 75.90 | 184.00 | 128.25 |
| 220.00 | 428.00 | 493.15 | 887.67 | -180.00 | 72.60 | 176.00 | 123.00 |
| 210.00 | 410.00 | 483.15 | 869.67 | -165.00 | 69.30 | 168.00 | 117.75 |
| 200.00 | 392.00 | 473.15 | 851.67 | -150.00 | 66.00 | 160.00 | 112.50 |
| 190.00 | 374.00 | 463.15 | 833.67 | -135.00 | 62.70 | 152.00 | 107.25 |
| 180.00 | 356.00 | 453.15 | 815.67 | -120.00 | 59.40 | 144.00 | 102.00 |
| 170.00 | 338.00 | 443.15 | 797.67 | -105.00 | 56.10 | 136.00 | 96.75 |
| 160.00 | 320.00 | 433.15 | 779.67 | -90.00 | 52.80 | 128.00 | 91.50 |
| 150.00 | 302.00 | 423.15 | 761.67 | -75.00 | 49.50 | 120.00 | 86.25 |
| 140.00 | 284.00 | 413.15 | 743.67 | -60.00 | 46.20 | 112.00 | 81.00 |
| 130.00 | 266.00 | 403.15 | 725.67 | -45.00 | 42.90 | 104.00 | 75.75 |
| 120.00 | 248.00 | 393.15 | 707.67 | -30.00 | 39.60 | 96.00 | 70.50 |
| 110.00 | 230.00 | 383.15 | 689.67 | -15.00 | 36.30 | 88.00 | 65.25 |
| 100.00 | 212.00 | 373.15 | 671.67 | 0.00 | 33.00 | 80.00 | 60.00 |
| 90.00 | 194.00 | 363.15 | 653.67 | 15.00 | 29.70 | 72.00 | 54.75 |
| 80.00 | 176.00 | 353.15 | 635.67 | 30.00 | 26.40 | 64.00 | 49.50 |
| 70.00 | 158.00 | 343.15 | 617.67 | 45.00 | 23.10 | 56.00 | 44.25 |
| 60.00 | 140.00 | 333.15 | 599.67 | 60.00 | 19.80 | 48.00 | 39.00 |
| 50.00 | 122.00 | 323.15 | 581.67 | 75.00 | 16.50 | 40.00 | 33.75 |
| 40.00 | 104.00 | 313.15 | 563.67 | 90.00 | 13.20 | 32.00 | 28.50 |
| 30.00 | 86.00 | 303.15 | 545.67 | 105.00 | 9.90 | 24.00 | 23.25 |
| 20.00 | 68.00 | 293.15 | 527.67 | 120.00 | 6.60 | 16.00 | 18.00 |
| 10.00 | 50.00 | 283.15 | 509.67 | 135.00 | 3.30 | 8.00 | 12.75 |
| 0.00 | 32.00 | 273.15 | 491.67 | 150.00 | 0.00 | 0.00 | 7.50 |
| -10.00 | 14.00 | 263.15 | 473.67 | 165.00 | -3.30 | -8.00 | 2.25 |
| -20.00 | -4.00 | 253.15 | 455.67 | 180.00 | -6.60 | -16.00 | -3.00 |
| -30.00 | -22.00 | 243.15 | 437.67 | 195.00 | -9.90 | -24.00 | -8.25 |
| -40.00 | -40.00 | 233.15 | 419.67 | 210.00 | -13.20 | -32.00 | -13.50 |
| -50.00 | -58.00 | 223.15 | 401.67 | 225.00 | -16.50 | -40.00 | -18.75 |
| -60.00 | -76.00 | 213.15 | 383.67 | 240.00 | -19.80 | -48.00 | -24.00 |
| -70.00 | -94.00 | 203.15 | 365.67 | 255.00 | -23.10 | -56.00 | -29.25 |
| -80.00 | -112.00 | 193.15 | 347.67 | 270.00 | -26.40 | -64.00 | -34.50 |
| -90.00 | -130.00 | 183.15 | 329.67 | 285.00 | -29.70 | -72.00 | -39.75 |
| -100.00 | -148.00 | 173.15 | 311.67 | 300.00 | -33.00 | -80.00 | -45.00 |
| -110.00 | -166.00 | 163.15 | 293.67 | 315.00 | -36.30 | -88.00 | -50.25 |
| -120.00 | -184.00 | 153.15 | 275.67 | 330.00 | -39.60 | -96.00 | -55.50 |
| -130.00 | -202.00 | 143.15 | 257.67 | 345.00 | -42.90 | -104.00 | -60.75 |
| -140.00 | -220.00 | 133.15 | 239.67 | 360.00 | -46.20 | -112.00 | -66.00 |
| -150.00 | -238.00 | 123.15 | 221.67 | 375.00 | -49.50 | -120.00 | -71.25 |
| -160.00 | -256.00 | 113.15 | 203.67 | 390.00 | -52.80 | -128.00 | -76.50 |
| -170.00 | -274.00 | 103.15 | 185.67 | 405.00 | -56.10 | -136.00 | -81.75 |
| -180.00 | -292.00 | 93.15 | 167.67 | 420.00 | -59.40 | -144.00 | -87.00 |
| -190.00 | -310.00 | 83.15 | 149.67 | 435.00 | -62.70 | -152.00 | -92.25 |
| -200.00 | -328.00 | 73.15 | 131.67 | 450.00 | -66.00 | -160.00 | -97.50 |
| -210.00 | -346.00 | 63.15 | 113.67 | 465.00 | -69.30 | -168.00 | -102.75 |
| -220.00 | -364.00 | 53.15 | 95.67 | 480.00 | -72.60 | -176.00 | -108.00 |
| -230.00 | -382.00 | 43.15 | 77.67 | 495.00 | -75.90 | -184.00 | -113.25 |
| -240.00 | -400.00 | 33.15 | 59.67 | 510.00 | -79.20 | -192.00 | -118.50 |
| -250.00 | -418.00 | 23.15 | 41.67 | 525.00 | -82.50 | -200.00 | -123.75 |
| -260.00 | -436.00 | 13.15 | 23.67 | 540.00 | -85.80 | -208.00 | -129.00 |
| -273.15 | -459.67 | 0.00 | 0.00 | 559.73 | -90.14 | -218.52 | -135.90 |
Сопоставление температурных шкал. Некоторые типичные температуры в различных шкалах.
КЕЛЬВИН (Kelvin) Уильям Томас, барон (1824 1907), британский физик и математик, в честь которого получила свое название шкала абсолютной ТЕМПЕРАТУРЫ. Установка Атлантического подводного телефонного кабеля стала возможной благодаря… … Научно-технический энциклопедический словарь
- (К), единица СИ термодинамич. темп ры, равная 1/273,16 части термодинамич. темп ры тройной точки воды. Названа в честь англ. физика У. Томсона (лорда Кельвина, W. Thomson, Lord Kelvin). До 1968 именовалась градус Кельвина (°К). Применяется как ед … Физическая энциклопедия
кельвин - К Единица измерения температуры, которая характеризует в радиотехнике шумовую температуру. Шкала Кельвина (К) связана со шкалой Цельсия (t °C и Фаренгейта (t °F) двумя простыми соотношениями: К=t °C+273 и t °C=5/9 (t °F 32). т … Справочник технического переводчика
КЕЛЬВИН, смотри Томсон У … Современная энциклопедия
Единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Обозначается К, до 1968 именовалась градус Кельвина (.К), названа в честь У. Томсона (Кельвина). Единица Международной практической… …
См. Томсон У … Большой Энциклопедический словарь
Сущ., кол во синонимов: 1 единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Кельвин - (К, по имени физика Kelvin) единица измерения температуры по Международной системе единиц (СИ). IК=1°С. Температура в Кельвинах отсчитывается от абсолютного нуля, а в градусы Цельсия (t) переводится в Кельвины простым вычитанием: 273,15 t.… … Экологический словарь
Кельвин - Кельвин, К – основная единица температуры или степени нагретости тела по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точкой воды установлено значение 273,16К (точно). За нулевую термодинамическую температуру… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Кельвин - КЕЛЬВИН, смотри Томсон У.. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
КЕЛЬВИН - единица термодинамической температуры по шкале Кельвина в СИ; обозначается К (до 1968 г. именовалась градус Кельвина (°К)). 1 К равен 1/273,16 части термодинамической температуры точки равновесия льда, воды и её пара (тройной точки воды), 1 К = 1 … Большая политехническая энциклопедия
Книги
- Вильям Томсон лорд Кельвин. 1824 1907 гг. , В. Лебединский. Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1924 года (издательство`Ленинград`). В…
- Вильям Томсон лорд Кельвин. 1824–1907 гг. , В. Лебединский. Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1924 года (издательство "Ленинград")…
История
Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества - теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково - градусами.
Из того, что температура - это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах - градусах.
Шкала Кельвина
В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.
Шкала Цельсия
В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия - особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.
Шкала Фаренгейта
В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия - это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.
В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F - 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.
Шкала Реомюра
Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.
Единица - градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками - температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)
1 °R = 1,25 °C.
В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.
|
Пересчёт температуры между основными шкалами |
|||
|
Кельвин |
Цельсий |
Фаренгейт |
|
|
Кельвин (K) |
С + 273,15 |
= (F + 459,67) / 1,8 |
|
|
Цельсий (°C) |
K − 273,15 |
= (F − 32) / 1,8 |
|
|
Фаренгейт (°F) |
K · 1,8 − 459,67 |
C · 1,8 + 32 |
|
Сравнение температурных шкал
|
Описание |
Кельвин | Цельсий |
Фаренгейт |
Ньютон | Реомюр |
|
Абсолютный ноль |
−273.15 |
−459.67 |
−90.14 |
−218.52 |
|
|
Температура таяния смеси Фаренгейта (соли и льда в равных количествах) |
255.37 |
−17.78 |
−5.87 |
−14.22 |
|
| Температура замерзания воды (нормальные условия) |
273.15 |
||||
|
Средняя температура человеческого тела ¹ |
310.0 |
36.8 |
98.2 |
12.21 |
29.6 |
|
Температура кипения воды (нормальные условия) |
373.15 |
||||
| Температура поверхности Солнца |
5800 |
5526 |
9980 |
1823 |
4421 |
¹ Нормальная температура человеческого тела - 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F - это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C. Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены.
Сопоставление шкал Фаренгейта и Цельсия
( o F - шкала Фаренгейта, o C - шкала Цельсия)
|
o F |
o C |
o F |
o C |
o F |
o C |
o F |
o C |
|||
|
459.67 |
273.15 |
60 |
51.1 |
4 |
20.0 |
20 |
6.7 |
Для перевода градусов цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T 0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T 0 =273.15 кельвина. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.
16 ноября 2018 года 26-я Генеральная конференция по весам и мерам (КГПМ) единогласно проголосовала за новые определения основных единиц СИ : килограмма, ампера, кельвина и моля. Единицы будут определяться путем задания точных численных значений для постоянной Планка (h), элементарного электрического заряда (e), постоянной Больцмана (k) и постоянной Авогадро (Nа) соответственно. Новые определения вступят в силу 20 мая 2019 года.
Определение, которое введено с 20 мая 2019: «Кельвин, символ К это единица термодинамической температуры, которая определена путем установления фиксированного численного значения постоянной Больцмана k равным 1,380649 × 10 -23 , Дж⋅K -1 (или кг⋅м 2 ⋅с -2 ⋅K -1)»
В течении многих лет Международный комитет по мерам и весам при МБМВ исследовал возможность переопределения основных единиц Международной системы СИ через универсальные физические константы для того, чтобы устранить зависимость единиц от какого-либо образца или материала. В 2005 г. была издана Рекомендация №1 МКМВ одобряющая действия по разработке новых определений основных единиц: килограмма, ампера, кельвина и моля, основанных на фундаментальных физических константах.
Новое определение кельвина, как предлагалось, должно быть основано на назначении фиксированного значения для постоянной Больцмана, которая является коэффициентом, связывающим единицу температуры с единицей тепловой энергии. Величина кТ = τ
, которая присутствует в уравнениях состояния, является характеристической энергией, определяющей распределение энергии между частицами системы, находящейся в тепловом равновесии. Так, для несвязанных атомов, температура пропорциональна средней кинетической энергии. Если в настоящее время фиксированное значение приписано температуре тройной точки воды, а постоянная Больцмана является зависимой величиной, то по предложению МКМВ, фиксированное значение будет иметь постоянная Больцмана, а все температуры реперных точек, включая тройную точку воды, будут измеряемыми величинами.
(Более подробную информацию о понятии "температура" и смысле постоянной Больцмана можно получить из раздела сайта (МТШ-90/Введение)
В рамках ККТ была создана специальная рабочая группа, которая должна обобщить материалы исследований по измерению константы Больцмана, изучить последствия введения нового определения, его положительные и отрицательные стороны.
Главным преимуществом введения нового определения кельвина МКМВ считает повышение точности температурных измерений в области температур, далекой от тройной точки воды. Таким образом, например, станет возможным применение абсолютных радиационных термометров без опоры на тройную точку воды. Новое определение кельвина будет способствовать развитию первичных термодинамических методов реализации температурной шкалы, наряду с методами, описанными в МТШ-90. В перспективе, новое определение кельвина должно привести к повышению точности температурной шкалы и расширению ее диапазона без серьезных экономических и организационных последствий, сопровождавших введение новых предыдущих практических шкал.
В мае 2007 г. рабочая группа ККТ опубликовала на сайте МБМВ отчет о ходе работы по подготовке к пересмотру определения кельвина и выпустила специальное обращение к метрологам, которое мы приводим на сайте на языке оригинала и в переводе на русский язык:
Updating the definition of the kelvin
The international measurement community, through the International Committee for Weights and Measures, is considering updating the International System of Units (SI). This update, which will probably occur in 2011, will redefine the kilogram, the ampere and the kelvin in terms of fundamental physical constants. The kelvin, instead of being defined by the triple point of water as it is currently, will be defined by assigning an exact numerical value to Boltzmann’s constant. The change would generalise the definition, making it independent of any material substance, measurement technique, and temperature range, to ensure the long-term stability of the unit.
For almost all users of temperature measurements, the redefinition will pass unnoticed; water will still freeze at 0 °C, and thermometers calibrated before the change will continue to indicate the correct temperature. The immediate benefits of the redefinition will be to encourage the use of direct measurements of thermodynamic temperatures in parallel with the methods described in the International Temperature Scale.
In the longer term, the new definition will allow the accuracy of temperature measurements to gradually improve without the limitations associated with the manufacture and use of triple point of water cells. For some temperature ranges at least, true thermodynamic methods are expected to eventually replace the International Temperature Scale as the primary standard of temperature.
(перевод)
Международное сообщество метрологов, через представителей в Международном Комитете по мерам и весам, рассматривает вопрос о пересмотре Международной Системы Единиц (СИ). Изменение СИ вероятно произойдет в 2011 г. и коснется переопределения таких величин как килограмм, ампер и кельвин. Единица кельвин, взамен определения через тройную точку воды, как это установлено на настоящий момент, будет определяться посредством назначения точного значения константе Больцмана. Это изменение будет делать определение единицы температуры более общим, не зависимым от какого-либо материала, методики измерений, и температурного диапазона, что обеспечит долговременную стабильность единицы.
Для почти всех людей, занимающихся измерением температуры, переопределение единицы температуры будет не заметно. Вода будет по-прежнему затвердевать при 0 °С и термометры, градуированные до изменения определения кельвина будут по-прежнему показывать правильное значение температуры. Преимуществом переопределения единицы станет продвижение техники прямых измерений термодинамической температуры параллельно с методами, описанными в МТШ.
В последствии новое определение будет способствовать постепенному повышению точности температурных измерений без ограничений, накладываемых производством и использованием сосудов тройной точки воды. Ожидается, что, по крайней мере, для некоторых диапазонов прямые термодинамические методы могут заменить МТШ как первичный эталон температуры.
Более подробная информация приведена в отчете рабочей группы для CIPM, находящимся в свободном доступе на сайте МБМВ (Kelvin_CIPM.pdf)
Основные положения, рассматриваемые в документе ККТ «Report to the CIPM on the implications of changing the definition of the base unit kelvin» следующие:
1.Изменение определения кельвина практически не повлияет на реализацию МТШ-90 и передачу размера единицы температуры рабочим СИ. МТШ-90 в обозримом будущем будет использоваться как наиболее точная и надежная аппроксимация термодинамической шкалы. Однако это не будет единственная, используемая для температурных измерений шкала. В отдаленном будущем термодинамические методы возможно достигнут такой точности, что смогут постепенно стать основными методами измерения температуры. В обозримом будущем ключевой диапазон шкалы -200…960 °С по-прежнему будет осуществляться с помощью платиновых термометров сопротивления. Значения температур реперных точек останутся прежними. Неопределенность измерений будет зависеть от практической реализации точек и неединственности шкалы.
2.Немного изменяться неопределенности, которые приписаны температурам реперных точек на этапе подготовки МТШ-90. Заметим, что эти неопределенности после утверждения шкалы обычно никого из практиков не интересуют, хотя составляют в середине диапазона несколько десятков мК из-за сложностей работы с приборами первичной термометрии. Поскольку фиксированным значением будет постоянная Больцмана, то температура тройной точки воды, оставаясь по-прежнему равной 273,16 К приобретет неопределенность, связанную с экспериментальным определением этой константы. Например, сейчас это примерно 1,8 х 10 -6 , что соответствует неопределенности температуры ТТВ 0,49 мК. Трансформирование этого значения на остальные точки будет не существенным, учитывая приписанную им неопределенность. Например, в точке алюминия (660,323 °С) вместо 25 мК мы получим 25,1 мК. Такие изменения никак не могут повлиять на принятые стандарты, устанавливающие допуски к термопарам, термометрам сопротивления и другим промышленным датчикам.
3.В настоящее время не известны методы, позволяющие существенно снизить неопределенность реализации ТТВ, которая составляет примерно 0,05 мК. Поэтому фиксирование постоянной Больцмана на данном этапе развития науки не может в обозримом будущем повлиять на значение, которое является принятым на настоящий момент, т.е. 273,16 К.
В отчете рассматривались следующие возможные варианты нового определения единицы температуры:
(1) The kelvin is the change of thermodynamic temperature that results in a change of thermal energy kT by exactly 1.380 65XX x 10 -23 joule. (Кельвин - изменение термодинамической температуры, которое обуславливает изменение тепловой энергии кТ на 1.380 65XX x 10 -23 джоуля) (знаки ХХ в значении будут заменены на точные числа в момент принятия нового определения кельвина.)
(1a) The kelvin is the change of thermodynamic temperature T that results in a change of the thermal energy kT by exactly 1.380 65XX x 10 -23 joule, where k is the Boltzmann constant. (Кельвин - изменение термодинамической температуры, которое обуславливает изменение тепловой энергии кТ на 1.380 65XX x 10 -23 джоуля, где к - постоянная Больцмана)
(2) The kelvin is the thermodynamic temperature at which the mean translational kinetic energy of atoms in an ideal gas at equilibrium is exactly (3/2) 1.380 65XX x 10 -23 joule. (Кельвин -термодинамическая температура, при которой средняя кинетическая энергия поступательного движения атомов идеального газа в состоянии равновесия равна (3/2) х 1.380 65XX x 10 -23 джоуля)
(3) The kelvin is the thermodynamic temperature at which particles have an average energy of exactly (1/2) x 1.380 65XX x 10 -23 joule per accessible degree of freedom. (Кельвин - термодинамическая температура, при которой средняя энергия частиц равна точно (1/2) х 1.380 65XX x 10 -23 джоуля на одну степень свободы)
(4) The kelvin, unit of thermodynamic temperature, is such that the Boltzmann constant is exactly 1.380 65XX x 10 -23 joule per kelvin. (Кельвин - это единица термодинамической температуры, такая, что постоянная Больцмана равна точно 1.380 65XX x 10 -23 джоуля на кельвин)
У каждого из рассматриваемых вариантов были свои плюсы и минусы. В итоге ККТ высказался за последнее определение, осознавая, что в предыдущих вариантах есть неточности.
17 - 21 октября 2011 г. в Севре под Парижем состоялось 24-е заседание Генеральной Конференции по Мерам и Весам. Конференция одобрила будущие предлагаемые изменения в определениях основных единиц СИ: кельвина, ампера, моля и килограмма.
В пресс-релизе МБМВ отмечено, что 21 октября 2011 г. ГКМВ сделала исторический шаг по направлению к переопределению физических единиц, приняв Резолюцию №1 и, таким образом, анонсировав грядущее введение новых определений единиц и определив основные шаги необходимые для окончательного завершения проекта перехода на новые определения. В пресс-релизе МБМВ также подчеркивается, что переход на новые определения единиц должен осуществляться с осторожностью. Необходимо проводить консультации и разъяснения для всех людей о том, что он не должен повлиять на измерения в повседневной жизни: килограмм по-прежнему будет тем же килограммом, вода будет замерзать при нуле градусов Цельсия и т.д. Никто в повседневной жизни ничего не должен заметить. Изменения определений немедленно скажутся только на самых точных, эталонных измерениях, проводимых в научных лабораториях мира.
Новые определения кельвина, ампера, моля не оспаривалось членами консультативных комитетов. Наибольшие сложности вызывала передача размера единицы килограмма от прототипа килограмма, хранящегося в МБМВ.
Переопределение килограмма требует сначала высокоточного измерения какой-либо фундаментальной константы по отношению к массе реального прототипа килограмма. Затем числовое значение этой фундаментальной константы будет зафиксировано и тот же экспериментальный метод будет использован для измерения массы всех объектов. После переопределения необходимы будут несколько эквивалентных лабораторий в мире, которые способны проводить эталонные измерения массы. Для наиболее точных измерений целевая неопределенность должна быть не хуже 20 мкг на килограмм. Эту точность сейчас можно достичь двумя методами. Первый метод - метод «электоронных весов», который позволяет определить массу через постоянную Планка. Второй метод - сравнение массы прототипа килограмма и массы атома кремния. Эти два метода должны давать один и тот же результат. Современная ситуация оценивалась CODATA на основе работы, опубликованной в конце 2010 г. Было сделано заключение, что неопределенность постоянной Планка на основании всех имеющихся экспериментальных данных составляет сейчас 44 мкг на килограмм. Генеральная конференция по метрам и весам (ГКМВ) заявила, что не одобрит новые определения единиц до тех пор, пока не будут решены все проблемы с единицей массы. Завершение проекта перехода на новые определения единиц СИ планировалось в 2014 г.
В 2014 году 25-е заседании Генеральной Конференции по Мерам и Весам был отмечен прогресс в определении физических констант и был утвержден стратегический план перехода на новое определение Кельвина и других величин. План публиковался на сайте МБМВ по ссылке: SI road map
Для более широкого освящения процесса перехода на новые определения единиц Интернет сайт МБМВ открыл новый раздел «new si» В разделе каждый в доступной форме может найти ответы на вопросы: «почему нужны новый определения?», «когда произойдут изменения?», «как изменения повлияют на повседневную жизнь?» и т.д. Рекомендуем ознакомиться с данным разделом всем специалистам, которые опасаются перехода на новое определения кельвина.
16 ноября 2018 года 26-я Генеральная конференция по весам и мерам (КГПМ) единогласно проголосовала за новые определения основных единиц СИ : килограмма, ампера, кельвина и моля. Единицы будут определяться путем задания точных численных значений для постоянной Планка (h), элементарного электрического заряда (e), постоянной Больцмана (k) и постоянной Авогадро (Nа) соответственно. Новые определения вступили в силу 20 мая 2019 года.
При покупке светильника и лампы вы обращаете внимание на внешний вид На упаковках осветительных приборов часто встречается слово «Кельвин» или буква «К» с четырёхзначной цифрой, не совсем понятная маркировка. Давайте узнаем, что такое кельвины в лампочке, и как они измеряются.
Что такое кельвины в лампочке?
Действительно, при выборе светильника или лампочки на их упаковке часто встречается либо фраза «Холодны» или «Тёплый» или четырёхзначное число с буквой «К». Это серьезная характеристика для источника света наряду с его мощностью и конструкцией. В кельвинах измеряется цветовая температура, от которой зависит оттенок свечения и настроение, которое создает светильник. Если не обращать внимание на эту величину – все лампочки в вашей комнате будут светится, разными оттенками – от синеватого до желтоватого. Давайте поподробнее рассмотрим эту величину и как её измеряют.
Что еще измеряют в Кельвинах?
В Кельвинах измеряется температура. Нуль по кельвину равняется -273 градусов по Цельсию. Это значит, чтобы перевести градусы Цельсия в Кельвины нужно добавить число 273 и наоборот в Цельсия – отнимаем. Изначально эта величина предполагалась как единица измерения относительно температуры тройной точки воды. Это такое состояние, когда вода может одновременно существовать в трёх агрегатных состояниях. В физических формулах часто используется для расчетов Кельвин, как и градус Цельсия и возникает необходимость перевода для правильности расчетов.
Откуда название? Историческая справка
Единица измерения названа по званию физика Уильяма Томпсона, «Лорд Кельвин Ларгский», так же называлась и река, которая протекала через территорию университета Глазго. Величина была предложена в 1848 году, и нуль по Кельвину совпадает с абсолютным нулем. Может также называться «Градус Кельвина» — именно такое название он носил до 1968 г.
Цветовая температура и осветительные приборы как они связаны?
Обычно цветовая температура лампы указывается в тысячах, например 2700, 3200 или 4000 К. Эти числа взяты не просто так. Они отражают цветовой спектр, излучаемый абсолютно черным телом. Это физическое понятие описывает тело, которое поглощает свет полностью. Но кроме поглощающих свойств оно является и отличным излучателем. При нагревании оно и испускает свет.
При этом, когда нагреваете оно светится, подобно металлу, изменяя цвет зависимо от степени нагрева. Отсюда и пошло понятие цветовой температуры, которое удобно использовать при описании характеристик светильника.
В реальности излучающими свойствами абсолютно черного тела максимально приближенно обладает солнце, а поглощающими – черные дыры.
Холодные и теплые светильники
Чем меньше цветовая температура, тем более тёплым будет освещение. Тёплые тона это те, которые приближены к желтому и красному цвету. Холодные лампочки – отдают синевой в своём свечении. Обычно цветовые температуры таких источников света находятся в диапазоне выше 4000 К.
Как выбрать светильник по цветовой температуре?
Если вы выбираете, например, прожектор для освещения улицы вам предложат, в основном, светильники на галогенных лампах и светодиодные приборы. При этом температура галогенок около 4000 К, а светодиодные предложены на выбор от 2700 – тёплых тонов, до холодных светильников с цветовой температурой больше чем 4000 К. Визуально холодные кажутся ярче. Это связано с особенностями зрения.
На упаковке ламп от добросовестных производителей всегда указывается температура в Кельвинах. Это поможет выбрать вам правильное освещение и избежать ситуаций, когда в многорожковой люстре вкручиваются лампочки разного оттенка.
Где еще применяется?
Очень часто встречается в фото- и видеосъемке, параметр, который настраивает камеру на нужное освещение, называется «Баланс Белого». Он нужен для того, чтобы кадры получались как можно более естественными. Например, лампы на фото фотовспышках на 5500 и 5600, студийный свет может иметь различную температуру, а съёмка вне студии – вообще трудноконтроллируемый процесс.
Влияние настройки «Баланс белого» на картинку в кадре Как измерить?
Прибор под названием «Спектрометр» создан для измерения интересующей нас величины. Однако он стоит дорого. Бывают двузонные и трёхзонные спектрометры. Двузонные измеряют соотношение синей и красной составляющее спектра, а трёхзональные – сине-красного и красно-зеленого, что может повысить качество измерений. В настоящее время чаще применяется последний тип, пример такого прибора — MinoltaColor Meter. Кстати этих измерений могут быть использованы как экспонометры и люксметры.