Кельвин (температурная шкала)

В этой статье объясняется, что такое кельвин и что такое шкала Кельвина. Вы узнаете, как перевести температуру, выраженную в кельвинах, в другие единицы температуры, а также сможете перевести кельвины в градусы Цельсия или градусы Фаренгейта с помощью онлайн-конвертера.

Что такое кельвин?

Кельвин , исторически называемый градусом Кельвина , является единицей температуры в Международной системе единиц (СИ).

С другой стороны, шкала Кельвина — это температурная шкала, в которой абсолютный ноль представляет отсутствие энергии, значение которого составляет 0 Кельвина (-273,15 ºC).

Символом температуры в Кельвинах является заглавная буква К, например 300 К.

В физике кельвин не считается градусом, поэтому правильное название этой единицы температуры — кельвин, а не градус Кельвина . Кроме того, в отличие от градусов Цельсия (ºC) и градусов Фаренгейта (ºF), его следует писать не символом градуса, а просто буквой К.

350 \ ºK\ \color{red}\bm{\times} \color{black}\ \longrightarrow \ 350 \ K

Следует отметить, что хотя кельвин является единицей измерения температуры в Международной системе, он не является наиболее часто используемой единицей измерения температуры. Да, это правда, что и в физике, и в инженерии расчеты производятся в градусах Кельвина, но в повседневной жизни температуру обычно измеряют в градусах Цельсия или градусах Фаренгейта. Вот почему ниже мы увидим, как переключаться с одних единиц измерения температуры на другие.

Перевод кельвинов в градусы Цельсия

Ноль по шкале Кельвина (0 К) эквивалентен -273,15°C, поэтому для перевода температуры, выраженной в Кельвинах, в градусы Цельсия (или Цельсия) из значения температуры необходимо вычесть 273,15 единиц.

Таким образом, формула, позволяющая перевести значение из шкалы Кельвина в шкалу Цельсия, выглядит следующим образом:

 \definecolor{blauquadreexample}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=blauquadreexample, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{blauquadreexample!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle ºC= K-273.15 \end{empheq}

Например, если мы хотим преобразовать 450 К в градусы Цельсия, мы просто вычитаем из измерения 273,15:

\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 450 \ K \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ ºC \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}

ºC=450-273,15=176,85 \ ºC

С другой стороны, чтобы преобразовать температуру, выраженную в градусах Цельсия, в Кельвины, к температуре необходимо прибавить 273,15.

 \definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{green!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle K= ºC+273,15 \end{empheq}

В качестве примера ниже показан перевод 25°C в шкалу Кельвина:

\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 25 \ ºC \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ K \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}

K=25+273,15=298,15 \ K

Преобразование Кельвина в Фаренгейт

Мы только что увидели, как преобразовать температуру из кельвинов в градусы Цельсия, однако шкала Фаренгейта также широко используется. Итак, в этом разделе мы увидим, как перейти от шкалы Кельвина к шкале Фаренгейта и наоборот, поскольку расчет не такой прямой, как в шкале Цельсия.

Чтобы перевести температуру из шкалы Кельвина в шкалу Фаренгейта, просто подставьте значение температуры, выраженное в Кельвинах, в следующую формулу и выполните вычисления:

 \definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{green!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle ºF= 1,8\cdot (K-273,15)+32 \end{empheq}

Например, преобразование 500 К в градусы Фаренгейта осуществляется следующим образом:

\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 500 \ K \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{black} \ ºF \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}

F=1,8\cdot (500-273,15)+32=440,33 \ ºF

Аналогично, формула для обратного преобразования, то есть перехода от градусов Фаренгейта к кельвинам , получается путем выделения коэффициента шкалы Кельвинов из предыдущей формулы:

 \definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{verd!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle K= \cfrac{ºF-32}{1.8}+273.15 \end{empheq}

Чтобы вы могли увидеть, как значение температуры проходит между этими двумя измерениями, был решен пример:

\definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} 250 \ ºF \ \color{verd}\bm{\longrightarrow}\color{black} \ K \ \color{verd}\bm{?}\color{ noir}

K=\cfrac{250-32}{1.8}+273.15=394.26 \ K

Конвертер кельвинов в градусы Цельсия и Фаренгейта

Чтобы облегчить переход между различными единицами измерения температуры, был создан следующий онлайн-калькулятор, с помощью которого вы можете преобразовать значение температуры между термометрическими шкалами Кельвина, Цельсия и Фаренгейта.

Для использования калькулятора необходимо выбрать единицы измерения введенной температуры и написать ее значение, используя точку (.) в качестве десятичного разделителя.

  • =

Происхождение имени Кельвин

В этом последнем разделе мы увидим историю, связанную с кельвином, потому что, хотя это единица Международной системы, как ни странно, это не наиболее используемая единица температуры.

До шкалы Кельвина были разработаны термометрические шкалы Фаренгейта и Цельсия, поэтому сегодня эти две единицы больше используются в повседневной жизни.

Однако эти весы непрактичны, поскольку допускают отрицательные температуры. Затем, в 1848 году, Уильям Томсон создал термодинамическую температурную шкалу Кельвина , которая принимает абсолютный нуль температуры в качестве нулевой точки шкалы. Поэтому допускается только положительная температура.

Затем, в 1954 году, во время Десятой Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM), температура тройной точки воды (273,16 К) была определена как вторая точка отсчета по шкале Кельвина.

Позже, в 1967/1968 году, во время 13-й ГКМВ, был сделан вывод, что один кельвин соответствует увеличению температуры на одну единицу. Точно так же кельвин перестал считаться «градусом», и поэтому символ K заменил ºK. С этого момента стало неправильно говорить «градусы кельвина» , нужно было говорить просто «кельвин» .

Наконец, после 26-й конференции CGPM, состоявшейся в 2018 году, кельвин был переопределен на основе постоянной Больцмана, более строгого экспериментального метода.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Пролистать наверх