Absolute temperatuur

In dit artikel wordt uitgelegd wat absolute temperatuur is en wat een absolute temperatuurschaal is. U vindt dus de definitie van beide termen, wat de absolute en relatieve temperatuurschalen zijn en hoe u deze kunt omrekenen.

Wat is absolute temperatuur?

Absolute temperatuur is de gemeten temperatuurwaarde ten opzichte van het absolute nulpunt (0 K of -273,15 ºC). Met andere woorden: de absolute temperatuur geeft de temperatuur van een lichaam of systeem aan door het absolute nulpunt als nulwaarde van de thermometrische schaal te nemen.

Daarom is een absolute temperatuurschaal een thermometrische schaal die de waarde aangeeft die wordt gemeten door een absolute temperatuur. Met andere woorden: het nulpunt van een absolute temperatuurschaal komt overeen met het absolute nulpunt van de temperatuur.

Over het algemeen wordt in de thermodynamica absolute temperatuur gebruikt in formules. Relatieve temperaturen worden alleen gebruikt als de formule een temperatuurverschil vereist.

Wat zijn de absolute temperatuurschalen?

De belangrijkste absolute temperatuurschalen zijn:

• Kelvinschaal : absolute thermometrische schaal waarvan de eenheid gelijk is aan één graad Celsius. Deze temperatuurschaal wordt het meest gebruikt in de wetenschap.
• Rankine-schaal : absolute temperatuurschaal waarvan de eenheid gelijk is aan één graad Fahrenheit, de temperatuureenheid in het Engelse systeem.

Een kenmerk van absolute temperatuurschalen is dat al hun waarden positief zijn, aangezien het nulpunt van de schaal gelijk is aan het absolute nulpunt van de temperatuur.

De twee absolute temperatuurschalen worden hieronder in detail uitgelegd.

Kelvin-schaal

De Kelvin , historisch gezien graad Kelvin genoemd, is de eenheid van temperatuur in het Internationale Systeem van Eenheden (SI).

De Kelvin-schaal is dus de temperatuurschaal waarin het absolute nulpunt de afwezigheid van energie vertegenwoordigt, waarvan de waarde 0 Kelvin (-273,15 ºC) is.

Het symbool dat wordt gebruikt om een temperatuur in Kelvin uit te drukken is de hoofdletter K, bijvoorbeeld 300 K.

In de natuurkunde wordt de Kelvin niet als een graad beschouwd en daarom is de juiste naam voor deze temperatuureenheid Kelvin, en niet de graad Kelvin . Bovendien mag het, in tegenstelling tot de graden Celsius (ºC) en de graden Fahrenheit (ºF), niet met het graden-symbool worden geschreven, maar eenvoudigweg met de letter K.

Opgemerkt moet worden dat hoewel de Kelvin de temperatuureenheid van het Internationale Systeem is, het niet de meest gebruikte eenheid is om temperaturen uit te drukken. Ja, het is waar dat zowel in de natuurkunde als in de techniek berekeningen in Kelvin worden uitgevoerd, maar in het dagelijks leven worden temperaturen meestal gemeten in graden Celsius of graden Fahrenheit.

Ten slotte zijn de formules voor het omrekenen van Kelvin naar een andere temperatuureenheid als volgt:

Conversie van temperatuureenheden	Formule
Van Celsius tot Kelvin	K = ºC + 273,15
Van Kelvin tot Celsius	ºC = K – 273,15
Van Kelvin tot Fahrenheit	ºF = 1,8 · (K – 273,15) + 32
Van Fahrenheit tot Kelvin	K = (ºC – 32)/1,8 + 273,15
Van Kelvin tot Rankine	ºR = 1,8K
Van Rankine tot Kelvin	K = ºR/1,8

Rankine-schaal

De Rankine-schaal is een thermometrische schaal gebaseerd op graden Fahrenheit, de Angelsaksische eenheid van temperatuur. De Rankine-schaal gebruikt dus de Fahrenheit-schaal, maar begint bij het absolute nulpunt, dus nul graden Rankine is gelijk aan het absolute nulpunt van de temperatuur.

Het symbool voor Rankine-graden is ºR, hoewel ºRa soms ook wordt gebruikt.

Hier zijn enkele voorbeelden van karakteristieke temperaturen uitgedrukt op de Rankine-schaal:

• 0 ºC: temperatuur absoluut nul, gelijk aan 0 K.
• 491,67 ºC: smeltpunt van water, gelijk aan 0 ºC.
• 558,27 ºC: normale menselijke lichaamstemperatuur, normaal gesproken 37 ºC.
• 671,64 ºC: kookpunt van water, wat gelijk is aan 100 ºC

De formules voor het overschakelen van de Rankine-schaal naar een andere thermometrische schaal (en vice versa) zijn als volgt:

Conversie van temperatuureenheden	Formule
Van Rankine tot Fahrenheit	ºF = ºR – 459,67
Van Fahrenheit tot Rankine	ºR = ºF + 459,67
Van Rankine tot Kelvin	K = ºR/1,8
Van Kelvin tot Rankine	ºR = 1,8K
Van Rankine tot Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8
Van Celsius tot Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)

Absolute temperatuur- en relatieve temperatuurschalen

We hebben zojuist de betekenis van een absolute temperatuurschaal gezien, maar een thermometrische schaal kan ook relatief zijn. In deze sectie zullen we zien hoe deze twee soorten temperatuurschalen verschillen.

Het verschil tussen absolute temperatuurschalen en relatieve temperatuurschalen is de waarde die ze als referentie nemen. Absolute temperatuurschalen beginnen bij de absolute temperatuur nul, terwijl relatieve temperatuurschalen een willekeurige temperatuur hebben als nulpunt van de schaal.

De meest gebruikte relatieve temperatuurschalen zijn dus:

• Celsius-schaal : dit is de thermometrische schaal die het meest wordt gebruikt in het dagelijks leven. Het is gebaseerd op de smelt- en kooktemperaturen van water, die respectievelijk 0ºC en 100ºC bedragen.
• Fahernheit-schaal : thermometrische schaal die in de meeste landen van Angelsaksische oorsprong wordt gebruikt. Nul op de Fahrenheit-schaal komt overeen met -17,78 ºC, op dezelfde manier is 1,8 graden Fahrenheit gelijk aan 1 graad Celsius.

De formules voor het omrekenen tussen verschillende temperatuurschalen zijn als volgt:

Conversie van temperatuurschalen	Formule
Van Celsius tot Kelvin	K = ºC + 273,15
Van Kelvin tot Celsius	ºC = K – 273,15
Van Celsius tot Fahrenheit	ºC = ºC · 1,8 + 32
Van Fahrenheit tot Celsius	ºC = (ºC – 32)/1,8
Van Kelvin tot Fahrenheit	ºF = 1,8 · (K – 273,15) + 32
Van Fahrenheit tot Kelvin	K = (ºC – 32)/1,8 + 273,15
Van Celsius tot Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)
Van Rankine tot Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8
Van Fahrenheit tot Rankine	ºR = ºF + 459,67
Van Rankine tot Fahrenheit	ºF = ºR – 459,67
Van Kelvin tot Rankine	ºR = 1,8K
Rankine naar Kelvin	K = ºR/1,8
Celsius naar Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)
Rankine naar Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8