A la izquierda, un termómetro de vidrio. La columna sube desde el cero absoluto hasta 373 K y vuelve a bajar; cerca de cero destella una marca azul. A la derecha, moléculas de gas se mueven en un recipiente: las azules despacio, las naranjas deprisa. A través del recipiente se transparenta la letra K. Abajo, la pantalla marca 273,16 K: el punto triple del agua. Parpadea un piloto de grabación.
Ficha de la unidad
unidad básica del SIrev. 2026-10Kelvin K
Unidad básica del SI · magnitud: temperatura termodinámica, medida de la energía media del movimiento de las partículas
Por qué no hay nada más frío que −273,15 °C
En el siglo XVIII, los físicos notaron que, al enfriar un gas en un recipiente cerrado, su presión baja la misma fracción con cada grado. Prolongando esa recta en una gráfica, hallaron el punto en el que la presión sería cero: unos −273 °C. No se puede ir más frío: las moléculas no tienen cómo frenarse más.
La escala Kelvin empieza en ese punto: el cero absoluto. Sus divisiones son iguales que las de la escala Celsius, así que 0 °C son 273,15 K, y el agua hierve a presión normal a unos 373,12 K. No existen kelvins negativos en el sentido corriente.
Desde 2019, el kelvin se define mediante la constante de Boltzmann k = 1,380 649·10⁻²³ J/K. Esta liga la temperatura con la energía. A la temperatura T, cada molécula de gas lleva de media una energía cinética de 3/2·k·T. Un termómetro, en el fondo, mide justamente eso.
El símbolo del kelvin es una K mayúscula sin signo de grado: «300 K», no «300 °K». La magnitud se escribe con T mayúscula. El nombre de la unidad va en minúscula —kelvin—, aunque se llama así por lord Kelvin. La k minúscula es la constante de Boltzmann y el prefijo kilo.
El kelvin y el grado Celsius tienen el mismo tamaño, pero distinto cero. 20 °C son 293,15 K. Una diferencia de temperatura es igual en ambas unidades: subir 5 °C es subir 5 K. Tampoco hay que confundirla con el calor: la temperatura no es energía, sino la medida de su parte media por partícula.
01 · Definición
energía de las partículas · gas · incandescenciaLas moléculas vuelan en un gas, se empujan en un líquido y vibran en su sitio en un sólido. Cuanto más rápido se mueven, más alta es la temperatura. La temperatura en kelvins es directamente proporcional a la energía cinética media de ese movimiento: el doble de kelvins, el doble de energía.
Por eso la presión y el volumen de un gas crecen en proporción directa a la temperatura en kelvins, no en grados Celsius. Calentar el aire de un neumático de 0 a 27 °C no es «infinitamente más», sino pasar de 273 a 300 K: la presión sube alrededor de un 10 %.
Un cuerpo caliente brilla. Cuanto más alta es la temperatura, más corta es la longitud de onda que lleva más luz. Las brasas brillan rojo oscuro a 1000 K, el filamento de una lámpara blanco amarillento a 2700 K, la superficie del Sol blanca a 5772 K. Por el color del brillo se mide la temperatura sin tocar el cuerpo.
Qué cambia cuando suben los kelvins
Con el control se fija la temperatura de 1 a 6000 K. En el recipiente de la izquierda se mueven moléculas de gas: su velocidad media crece como la raíz de la temperatura, y la presión sobre las paredes, en proporción directa. El color de cada molécula indica su velocidad: azul, lenta; naranja, rápida. A la derecha, una esfera de wolframio: al subir la temperatura empieza a brillar, primero rojo oscuro, luego amarillo y blanco. Elija el gas —helio, nitrógeno o xenón—: a igual temperatura, las moléculas ligeras van más rápido. Abajo hay tres vistas. «Presión» es la recta de p frente a T y el punto del cero absoluto. «Velocidades» es la distribución de las moléculas por velocidad. «Incandescencia» es el espectro de un cuerpo caliente y su pico.
Cada paso hacia el cero cuesta más que el anterior
Para enfriar un cuerpo hay que quitarle calor con algo aún más frío. Cuanto más cerca del cero, menos calor queda y más cuesta sacarlo. Los láseres y las trampas magnéticas enfrían nubes de átomos hasta milmillonésimas de kelvin, pero el cero mismo sigue siendo un límite al que solo cabe acercarse.
02 · Conversión
escalas · energía · puntos fijosDe kelvins a grados y a energía
Introduzca una temperatura en cualquier escala. La primera pestaña la convierte en kelvins y en grados Celsius, Fahrenheit y Rankine. La segunda muestra la energía de una partícula y el color del brillo. La tercera, los puntos fijos de la EIT-90.
| {k} | {v} | {note} |
Las temperaturas del universo difieren en un factor de casi 10¹⁷. Las nubes de átomos más frías de los laboratorios se han enfriado a cientos de picokelvins; el núcleo del Sol supera los 15 millones de kelvins. Las personas viven en una franja estrecha en torno a 300 K, donde el agua puede ser líquida.
04 · Instrumentos de medida
celda · termómetro de gas · pirómetro · acústicoLa temperatura se coteja con puntos donde una sustancia cambia
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05 · Reglas de escritura
K sin grado · °C con gradoK se escribe sin signo de grado
El kelvin se escribe con K mayúscula, con espacio tras el número y sin «°». El grado Celsius se escribe «°C», también con espacio. Una diferencia de temperatura puede darse en kelvins o en grados Celsius: los números coinciden.
Desde 1967 el kelvin no es un grado, y delante de K no se pone «°». Sin «°», una C mayúscula es el culombio. El prefijo y el símbolo se escriben con letras latinas y la mayúscula correcta: mK, no mk. La constante de Boltzmann tiene la unidad J/K. El nombre de la unidad va en minúscula, y «grado Kelvin» es un nombre obsoleto.
06 · Unidades vecinas
termodinámicaMisma graduación, cero desplazado 273,15.
Jk·T — energía por partícula.
molR = N_A·k une gas y temperatura.
07 · Sección histórica
archivo · del gas de Charles a la constante de BoltzmannCómo se halló un cero al que no se puede llegar
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El punto del agua pasó a ser medido
De 1954 a 2019 el kelvin se definía así: el punto triple del agua vale exactamente 273,16 K. En ese punto conviven hielo, agua líquida y vapor. Se reproduce en una celda de vidrio con agua muy pura, y cada país tenía su juego de celdas.
Pero el agua resultó un patrón caprichoso: la temperatura del punto triple depende de los isótopos de hidrógeno y oxígeno que contiene. Por eso en 2019 el kelvin se desligó del agua y se fijó mediante la constante de Boltzmann. Ahora 273,16 K es un valor medido, con una incertidumbre de unos 0,1 mK.
Para los termómetros corrientes no cambió nada. A la derecha, dos peldaños de una misma escala: antes su ancla era el agua; ahora, la energía de una partícula, y el agua es uno de los puntos fijos.
Catálogo de magnitudes
Temperatura y calor · 12 fichas
Índice · todas las magnitudes en una páginaEl laboratorio a la entrada del índiceUna gota de ácido cambia el color del jugo, la sal tiñe la llama, el agua se congela con un golpe. Debajo, todas las fichas de Simetrium, por disciplina y por orden alfabético.Abrir el índice →
