开尔文(Kelvin)为热力学温标,是国际统一采用的热力学温度单位,与测温性质无关,是最科学最严格的温标。热力学温度的符号是T,单位为K(开尔文,简称开),是七大国际单位之一。当玻耳兹曼常数k以单位J·K即kg·m·s·K表示时,将其固定数值取为1.380649×10来定义开尔文,其中千克、米和秒分别用h、c和ΔνCs来定义。
历史发展
编辑- 1848年开尔文勋爵(威廉·汤姆森)在其论文《关于一种绝对温标》(On an Absolute Thermometric Scale)中写道,需要一种以“xxx的冷”(xxx零度)作为零点的温标,使用摄氏度作为其单位增量。汤姆森用当时的空气温度计测算出xxx零度等于−273 °C。这种xxx温标称为开尔文热力学温标。
- 1954年第10届国际计量大会(CGPM)第3号决议给出了热力学温标的现代定义,表明水的三相点为其第二定义点,并规定将其温度订定为273.15开。
- 1967-1968年第13届CGPM第3号决议将热力学温度的单位增量由“xxx度”(符号K)更名为“开尔文”(符号K)。同时,因为意识到要更明确地定义单位增量的程度的必要,第13次在国际度量衡大会第4号决议中指出“开尔文,热力学温度单位,等于水的三相点的热力学温度的⁄273.16。”
- 2005年国际计量委员会声称为了阐明水的三相点的温度,开尔文热力学温标中的定义适用于VSMOW标准中规定的水有同位素结构。
- 2018年2018年11月16日,国际计量大会通过决议,1开尔文被定义为“对应玻尔兹曼常数 为1.380649×10^-23J·K^-1的热力学温度”。新的标准定义于2019年5月20日起正式生效。
标度
编辑开氏温度标度是用理想气体来确立的,它的零点被称为xxx零度。根据热学中理想气体分子平均动能的方程:Ek=ikT/2当温度在xxx零度时(T=0 K),气体分子的动能为零。为了方便起见,开氏温度计的刻度间隔与摄氏温度计上的刻度间隔相一致,也就是说,开氏温度计上的一度等于摄氏温度计上的一度,水的冰点摄氏温度计为0℃,开氏温度计为273.15K。
色温单位
编辑以xxx温度 K 来表示,即将一标准黑体加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红—浅红—橙—黄—白—蓝,逐渐改变,某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的xxx温度称为该光源之色温。
单位转化
编辑开氏度 = 摄氏度+273.15
实际使用
编辑开尔文常用于测量光源的色温。色温基于黑体发出的光的颜色取决于辐射体的温度的原理。温度低于约4000 K的黑体为浅红色,温度高于约7500 K为浅蓝色。色温在投影和摄影的领域很重要,约5600 K的色温需要匹配“日光”胶片。在天文学领域,恒星的光谱和它们在赫罗图中的位置部分取决于他们的表面温度,被称作有效温度。例如,太阳的光球的有效温度为5778 K。
单位转换
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