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開爾文（熱力學溫度單位）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-23

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開爾文

熱力學溫度單位

開爾文（Kelvins），為熱力學溫標或稱絕對溫標，是溫度的計量單位，它是國際單位制（SI）的七個基本單位之一，符號為K。

每變化1K相當于變化1℃，計算起點不同。攝氏度以冰水混合物的溫度為起點，而開爾文是以絕對零度作為計算起點，即-273.15℃=0K。開爾文過去也曾稱為絕對溫度。水的三相點溫度為0.0076℃，也可以說開爾文是將水三相點的溫度定義為273.16K后所得到的溫度。

2018年11月16日，第26屆國際計量大會通過“修訂國際單位制”決議，正式更新包括國際標準質(zhì)量單位“千克”在內(nèi)的4項基本單位定義。新國際單位體系采用物理常數(shù)重新定義質(zhì)量單位“千克”、電流單位“安培”、溫度單位“開爾文”和物質(zhì)的量單位“摩爾”。

基本信息

中文名	開爾文
外文名	Kelvins
單位	開
應(yīng)用學科	熱力學
定義	熱力學溫標或稱絕對溫標
屬性	溫度單位

收起

歷史發(fā)展

1848年開爾文勛爵（威廉·湯姆森）在其論文《關(guān)于一種絕對溫標》（On an Absolute Thermometric Scale）中寫道，需要一種以“絕對的冷”（絕對零度）作為零點的溫標，使用攝氏度作為其單位增量。湯姆森用當時的空氣溫度計測算出絕對零度等于?273 °C。這種絕對溫標稱為開爾文熱力學溫標。
1954年第10屆國際計量大會（CGPM）第3號決議給出了熱力學溫標的現(xiàn)代定義，表明水的三相點為其第二定義點，并規(guī)定將其溫度訂定為273.15開。
1967-1968年第13屆CGPM第3號決議將熱力學溫度的單位增量由“絕對度”（符號K）更名為“開爾文”（符號K）。同時，因為意識到要更明確地定義單位增量的程度的必要，第13次在國際度量衡大會第4號決議中指出“開爾文，熱力學溫度單位，等于水的三相點的熱力學溫度的?273.16?！?/span>
2005年國際計量委員會聲稱為了闡明水的三相點的溫度，開爾文熱力學溫標中的定義適用于VSMOW標準中規(guī)定的水有同位素結(jié)構(gòu)。
2018年2018年11月16日，國際計量大會通過決議，1開爾文被定義為“對應(yīng)玻爾茲曼常數(shù)為1.380649×10^-23J·K^-1的熱力學溫度”。新的標準定義于2019年5月20日起正式生效。

標度

開氏溫度標度是用理想氣體來確立的，它的零點被稱為絕對零度。根據(jù)熱學中理想氣體分子平均動能的方程：

Ek=ikT/2

當溫度在絕對零度時（T=0 K），氣體分子的動能為零。為了方便起見，開氏溫度計的刻度間隔與攝氏溫度計上的刻度間隔相一致，也就是說，開氏溫度計上的一度等于攝氏溫度計上的一度，水的冰點攝氏溫度計為0℃，開氏溫度計為273.15K。

色溫單位

以絕對溫度 K 來表示，即將一標準黑體加熱，溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅—淺紅—橙—黃—白—藍，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。

單位轉(zhuǎn)化

開氏度 = 攝氏度+273.15

實際使用

開爾文常用于測量光源的色溫。色溫基于黑體發(fā)出的光的顏色取決于輻射體的溫度的原理。溫度低于約4000 K的黑體為淺紅色，溫度高于約7500 K為淺藍色。色溫在投影和攝影的領(lǐng)域很重要，約5600 K的色溫需要匹配“日光”膠片。在天文學領(lǐng)域，恒星的光譜和它們在赫羅圖中的位置部分取決于他們的表面溫度，被稱作有效溫度。例如，太陽的光球的有效溫度為5778 K。

單位轉(zhuǎn)換

	從開氏溫標換算至其他溫度單位	從其他溫度單位換算至開氏溫標
攝氏溫標	[°C] = [K] - 273.15	[K] = [°C] + 273.15
華氏溫標	[°F] = [K] ×?5? 459.67	[K] = ([°F] + 459.67) ×?9
蘭金溫標	[R] = [K] ×?5	[K] = [R] ×?9
Delisle	[°De] = (373.15 ? [K]) ×?2	[K] = 373.15 ? [°De] ×?3
牛頓溫標	[°N] = ([K] ? 273.15) ×?100	[K] = [°N] ×?33+ 273.15

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