Bamba linaonyesha nini

Kushoto kuna kipimajoto cha kioo. Safu inapanda kutoka sifuri kamili hadi 373 K kisha inashuka tena; karibu na sifuri alama ya buluu inamulika. Kulia, molekuli za gesi zinasogea ndani ya chombo: za buluu polepole, za machungwa haraka. Herufi K inaonekana kupitia chombo. Chini, skrini inaonyesha 273.16 K — nukta tatu ya maji. Taa ya kurekodi inamulika.

Ukurasa wa kipimo

kizio cha msingi cha SImarekebisho 2026-10

Kelvini K

Kizio cha msingi cha SI · kiasi: halijoto ya kithermodinamiki — kipimo cha nishati ya wastani ya mwendo wa chembe

Kwa nini hakuna kitu baridi kuliko −273.15 °C

Katika karne ya 18 wanafizikia waliona kwamba gesi katika chombo kilichofungwa ikipozwa, shinikizo hushuka kwa sehemu ileile kila digrii. Kwa kurefusha mstari huu kwenye grafu walipata nukta ambapo shinikizo lingekuwa sifuri — takriban −273 °C. Baridi zaidi haiwezekani: molekuli hazina tena njia ya kupunguza mwendo.

Skeli ya Kelvin inaanzia nukta hii — sifuri kamili. Migawanyo yake ni sawa na ya skeli ya Selsiasi, kwa hiyo 0 °C ni 273.15 K, na maji huchemka kwenye shinikizo la kawaida karibu 373.12 K. Kelvini hasi kwa maana ya kawaida hazipo.

Tangu 2019 kelvini inafafanuliwa kupitia kisawa cha Boltzmann k = 1.380 649·10⁻²³ J/K. Kisawa hiki kinaunganisha halijoto na nishati. Kwenye halijoto T kila molekuli ya gesi hubeba kwa wastani nishati ya mwendo 3/2·k·T. Kipimajoto kimsingi hupima hicho hicho.

AlamaK · kiasi T

Ufafanuzik = 1.380 649·10⁻²³ J/K kamili

Uhusiano na SelsiasiT/K = t/°C + 273.15

Nukta tatu ya maji273.16 K, kilichopimwa

KipeoΘ — yake, msingi

Thamani za kawaida2.7 K — anga · 310 K — mwili · 5772 K — Jua

Kwenye ubadilishaji Kwenda sehemu ya historia

Herufi kubwa na ndogo

Alama ya kelvini ni K kubwa bila alama ya digrii: «300 K», si «300 °K». Kiasi huandikwa kwa T kubwa. Jina la kizio huandikwa kwa herufi ndogo — kelvin — ingawa linatoka kwa Lord Kelvin. k ndogo ni kisawa cha Boltzmann na kiambishi kilo.

Usichanganye

Kelvini na digrii Selsiasi zina ukubwa sawa, lakini sifuri zao ni tofauti. 20 °C ni 293.15 K. Tofauti ya halijoto ni ileile katika vizio vyote viwili: joto zaidi kwa 5 °C ni joto zaidi kwa 5 K. Usiichanganye pia na joto: halijoto si nishati, bali kipimo cha sehemu yake ya wastani kwa kila chembe.

01 · Ufafanuzi

nishati ya chembe · gesi · mng’ao

Molekuli huruka katika gesi, husukumana katika kiowevu na hutetemeka mahali pake katika yabisi. Kadiri zinavyosogea haraka, ndivyo halijoto inavyokuwa juu. Halijoto katika kelvini inalingana moja kwa moja na nishati ya wastani ya mwendo huu: kelvini maradufu, nishati maradufu.

Kwa hiyo shinikizo na ujazo wa gesi huongezeka sawia na halijoto katika kelvini, si katika digrii Selsiasi. Kupasha joto hewa ya tairi kutoka 0 hadi 27 °C si «zaidi bila kikomo», bali kutoka 273 hadi 300 K: shinikizo lilipanda takriban 10 %.

Kitu cha moto hung’aa. Kadiri halijoto inavyopanda, ndivyo urefu wa wimbi unaobeba mwanga mwingi zaidi unavyofupika. Kaa la moto hung’aa jekundu jeusi kwenye 1000 K, uzi wa balbu mweupe wenye manjano kwenye 2700 K, uso wa Jua mweupe kwenye 5772 K. Kwa rangi ya mng’ao halijoto hupimwa bila kugusa kitu.

k — kisawa cha Boltzmann · E — nishati · p, V — shinikizo na ujazo · n — kiasi cha dutu · R — kisawa cha gesi · λ — urefu wa wimbi

Kisawa cha Boltzmann

k = 1{.}380\,649\cdot10^{-23}\ \mathrm{J/K}

Nishati ya wastani ya molekuli ya gesi

\langle E\rangle = \dfrac{3}{2}\,k\,T

Mlinganyo wa gesi bora

pV = nRT

Kasi ya kipeo cha wastani wa mraba

v = \sqrt{\dfrac{3RT}{M}}

Sheria ya Wien

\lambda_{\max} = \dfrac{2898\ \mathrm{\mu m\cdot K}}{T}

Θ

vipimo maalum vya SI

−273.15

°C — sifuri kamili

2898

µm·K — kisawa cha Wien

Shirikishi · gesi chomboni na tufe linalong’aa

Nini hubadilika kelvini zikipanda

Kwa kitelezi weka halijoto kuanzia 1 hadi 6000 K. Katika chombo cha kushoto molekuli za gesi zinasogea: kasi yao ya wastani hupanda pamoja na kipeo cha pili cha halijoto, na shinikizo kwenye kuta sawia na halijoto. Rangi ya molekuli huonyesha kasi yake: buluu polepole, machungwa haraka. Kulia kuna tufe la tungsteni: halijoto ikipanda huanza kung’aa, kwanza jekundu jeusi, kisha manjano na nyeupe. Chagua gesi — heliamu, naitrojeni au zenoni: kwenye halijoto ileile molekuli nyepesi huenda haraka zaidi. Chini kuna maonyesho matatu. «Shinikizo» ni mstari wa p dhidi ya T na nukta ya sifuri kamili. «Kasi» ni mgawanyo wa molekuli kwa kasi. «Mng’ao» ni spektra ya kitu cha moto na kilele chake.

halijoto T

Alama:

Maelezo · kwa nini sifuri haifikiki

Kila hatua kuelekea sifuri ni ngumu kuliko iliyotangulia

Ili kupoza kitu, lazima uchukue joto lake kwa kitu baridi zaidi. Kadiri unavyokaribia sifuri, ndivyo joto linalobaki linavyopungua na kuliondoa kunakuwa kugumu. Leza na mitego ya sumaku hupoza mawingu ya atomi hadi sehemu ya bilioni ya kelvini, lakini sifuri yenyewe hubaki kikomo kinachoweza kukaribiwa tu.

02 · Kubadilisha

skeli · nishati · nukta thabiti

Kutoka kelvini hadi digrii na nishati

Ingiza halijoto kwenye skeli yoyote. Kichupo cha kwanza kinaigeuza kuwa kelvini na digrii Selsiasi, Farenhaiti na Rankine. Cha pili kinaonyesha nishati ya chembe na rangi ya mng’ao. Cha tatu nukta thabiti za skeli ya ITS-90.

Thamani

Mizani

Jedwali la kubadilisha


{k}	{v}	{note}

03 · Daraja za ukubwa · kutoka mtego wa atomi hadi kiini cha nyota

halijoto, K, kipimo cha logariti

Halijoto katika ulimwengu hutofautiana karibu mara 10¹⁷. Mawingu ya atomi baridi zaidi maabarani yamepozwa hadi mamia ya pikokelvini; kiini cha Jua kina joto kuliko kelvini milioni 15. Binadamu huishi kwenye ukanda mwembamba karibu na 300 K, ambapo maji yanaweza kuwa kiowevu.

04 · Vifaa vya kupima

seli · kipimajoto cha gesi · pirometa · akustika

Halijoto hukaguliwa kwenye nukta ambapo dutu hubadilika

05 · Kanuni za kuandika

K bila digrii · °C yenye digrii

K huandikwa bila alama ya digrii

Kelvini huandikwa kwa K kubwa, na nafasi baada ya namba na bila «°». Digrii Selsiasi huandikwa «°C», pia na nafasi. Tofauti ya halijoto inaweza kutolewa kwa kelvini au digrii Selsiasi — namba ni zilezile.

Sahihi

T = 300 K
t = 26.85 °C
ΔT = 5 K
4.2 mK
k = 1.380 649·10⁻²³ J/K
kelvini

Si sahihi

T = 300 °K
t = 26.85 C
ΔT = 5 °K
4.2 mk
k = 1.38·10⁻²³
Kelvin, digrii Kelvin

Tangu 1967 kelvini si digrii, na mbele ya K haiwekwi «°». Bila «°», C kubwa ni kulombu. Kiambishi na alama huandikwa kwa herufi za Kilatini kwa ukubwa sahihi: mK, si mk. Kisawa cha Boltzmann kina kizio J/K. Jina la kizio huandikwa kwa herufi ndogo, na «digrii Kelvin» ni jina la zamani.

06 · Vipimo jirani

thermodinamiki

°C

Digrii Selsiasi

Mgawanyo uleule, sifuri imesogezwa kwa 273.15.

Juli

k·T — nishati kwa kila chembe.

mol

Moli

R = N_A·k huunganisha gesi na halijoto.

Selsiasi

t/{}^\circ\mathrm{C} = T/\mathrm{K} - 273{.}15

Farenhaiti

t_F = 1{.}8\,t + 32

Kisawa cha gesi

R = N_A\,k

07 · Sehemu ya kihistoria

kumbukumbu · kutoka gesi ya Charles hadi kisawa cha Boltzmann

Sifuri isiyofikika ilipatikanaje

Dokezo la elimu ya vipimo

Nukta ya maji ikawa thamani iliyopimwa

seli ya nukta tatu

Kuanzia 1954 hadi 2019 kelvini ilifafanuliwa hivi: nukta tatu ya maji ni 273.16 K kamili. Katika nukta hii barafu, maji kiowevu na mvuke huwepo pamoja. Hutengenezwa upya katika seli ya kioo yenye maji safi sana, na kila nchi ilikuwa na seti yake ya seli hizo.

Lakini maji yalionekana kuwa kiwango kigeugeu: halijoto ya nukta tatu hutegemea isotopu za hidrojeni na oksijeni ndani yake. Kwa hiyo mwaka 2019 kelvini ilitenganishwa na maji na kuwekwa kupitia kisawa cha Boltzmann. Sasa 273.16 K ni thamani iliyopimwa, yenye kutokuwa na uhakika takriban 0.1 mK.

Kwa vipimajoto vya kawaida hakuna kilichobadilika. Kulia kuna ngazi mbili za skeli ileile: zamani nanga yake ilikuwa maji, sasa ni nishati ya chembe, na maji yakawa mojawapo ya nukta thabiti.

skeli inaanzia sifuri

Orodha ya vipimo

Halijoto na joto · kurasa 12 za vizio

Maabara ya faharasa: glasi ya juisi ya kabichi nyekundu, kichomeo, glasi ya maji juu ya bamba baridi na mfululizo wa gia

Faharasa · vipimo vyote katika ukurasa mmojaMaabara mlangoni mwa faharasaTone la asidi hubadilisha rangi ya juisi, chumvi hupaka mwali rangi, maji huganda kwa kugongwa mara moja. Chini yake kuna kurasa zote za Simetrium, kwa fani na kwa alfabeti.Fungua faharasa →

msingi · vizio 7

Vizio saba vya msingi vya SI

08 · Lugha yako

kila kiungo ni ukurasa halisi wa lugha

Soma kwa lugha yako

imetafsiriwa na kusahihishwatafsiri ya awaliinasubiri