Kelvin
Satuan dasar SI · besaran: suhu termodinamika
01 · Definisi
Kelvin adalah satu-satunya satuan yang mengukur suhu dari awal skala yang sesungguhnya, bukan dari nol yang sekadar nyaman. Dan satu-satunya yang didefinisikan lewat energi: dalam SI suhu adalah energi gerak termal, tidak lebih.
Sejak 2019 kelvin ditetapkan dengan mematok konstanta Boltzmann: k = 1.380 649·10⁻²³ joule per kelvin. Satu kelvin adalah perubahan suhu ketika energi termal kT berubah tepat 1.380 649·10⁻²³ joule. Nol pada skala ini bukan kesepakatan, melainkan titik saat gerak termal berhenti.
Suhu mutlak negatif tidak ada: pada 0 K gerak termal berhenti. Mencapai nol mustahil — hukum ketiga termodinamika. Rekor laboratorium adalah 38 pikokelvin, tetapi bukan nol.
02 · Konversi
Masukkan sebuah suhu — paspor akan mengonversinya
Kelvin adalah satu-satunya skala suhu yang cocok dengan awalan SI: milikelvin di kriostat, megakelvin di bintang. Celsius dan Fahrenheit nolnya bergeser, sehingga tidak menerima awalan maupun perkalian — hanya sebuah pergeseran dan sebuah faktor.
Dalam praktik suhu tidak dihitung dari konstanta Boltzmann, melainkan dicocokkan dengan titik-titik tetap ITS-90: titik tripel air, titik beku timah, seng, perak dan emas — tujuh belas nilai yang ditetapkan.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| µK | mikrokelvin | 2.95·10⁸ µK | pendinginan laser, perangkap atom |
| mK | milikelvin | 295 000 mK | kriostat, komputer kuantum |
| K | kelvin | 295 K | penulisan dasar suhu dalam SI |
| kK | kilokelvin | 0.295 kK | plasma, busur, permukaan bintang |
| MK | megakelvin | 2.95·10⁻⁴ MK | inti bintang, instalasi fusi |
Awalan SI hanya bekerja dengan kelvin: Celsius dan Fahrenheit nolnya bergeser dan tidak diberi awalan
03 · Orde besaran
dari pikokelvin hingga plasma kuark–gluonSuhu ruang, 295 K
04 · Alat ukur
Dengan apa kelvin diukur
Laju bunyi dalam gas mulia terkait langsung dengan kT. Metode primer yang dengannya konstanta Boltzmann sendiri diukur sebelum dipatok.
Derau termal Johnson pada sebuah hambatan sebanding dengan kT. Ia bekerja dari milikelvin sampai ribuan kelvin tanpa kalibrasi.
Ia membaca suhu dari spektrum radiasi lewat hukum Planck — begitulah tungku, logam saat dituang dan permukaan bintang diukur.
Sebuah ampul berisi air tempat es, air dan uap menjaga 273.16 K dengan sendirinya. Titik kerja untuk meneruskan skala, keterulangan 0.1 mK.
05 · Aturan penulisan
Cukup K — tanpa tanda derajat dan tanpa titik
Tanda «°K» dihapus pada 1967: kelvin bukan derajat melainkan satuan tersendiri, karena itu ditulis 300 K. Lambangnya kapital karena itu nama keluarga; nama satuannya ditulis dengan huruf kecil: «tiga ratus kelvin». Selisih suhu dalam SI ditulis dalam kelvin, bahkan ketika suhunya sendiri diberikan dalam Celsius.
06 · Satuan tetangga
Kelvin berdiri di samping joule — konstanta Boltzmann mengikat keduanya secara langsung. Derajat Celsius adalah satu-satunya satuan turunan yang definisinya memuat kelvin: besar langkahnya sama, hanya nolnya digeser ke 273.15 K.
Pada suhu ruang kT ≈ 0.025 eV — nilai ini menetapkan ambang bagi semikonduktor dan reaksi kimia.
07 · Bagian historis
Bagaimana nol mutlak dicari
William Thomson mengusulkan skala yang nolnya adalah berhentinya gerak termal, dengan langkah diambil dari Celsius. Ia ditulis «°A» — absolute.
Gagasan nol mutlak yang sama, tetapi dengan langkah Fahrenheit. Ia hidup dalam teknik termal Amerika: 1 K = 1.8 °Ra.
Kelvin dahulu adalah 1/273.16 dari suhu titik tripel — artinya ia bergantung pada sifat satu zat dan komposisi isotopnya.
Dengan tanda derajat dan kata «derajat». Dihapus pada 1967: kelvin bukan derajat melainkan satuan dasar dengan nolnya sendiri.
Kelvin lepas dari air, tetapi air tetap bekerja
Definisi lewat titik tripel air punya detail yang menjengkelkan: suhu titik itu bergantung pada komposisi isotop — air berat membeku berbeda dari air biasa, dan komposisi acuan air samudra harus ditetapkan. Dengan dipatoknya konstanta Boltzmann, definisi menjadi bebas zat; namun dalam praktik sel titik tripel tetap kuda beban: perwujudan primer itu mahal, sedangkan ampul air mereproduksi 273.16 K sampai sepersepuluh milikelvin.
Katalog · Sistem Satuan Internasional
Satu paspor untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan arsip sistem yang tak lagi dipakai. Masing-masing selembar tersendiri: definisi, dimensi, konversi, alat ukur, aturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan dasar
buka paspor kelvinTurunan bernama sendiri
berwarna terakota — satu-satunya yang didefinisikan lewat kelvinSistem historis
arsip notasiBahasa paspor
36 bahasa. Lambang K dan rumus tidak diterjemahkan — sama persis di semua versi bahasa; yang diterjemahkan ialah deskripsi, contoh, dan aturan penulisan tiap aksara.