Kelvini
Kizio msingi cha SI · kipimo: joto la thermodinamiki
01 · Ufafanuzi
Kelvini ndicho kizio pekee kinachopima joto kutoka mwanzo wenyewe, si kutoka sifuri fulani ya urahisi. Ndiyo maana hakina thamani hasi: chini ya sifuri hakuna kinachoweza kupozwa zaidi.
Tangu 2019 kelvini hufafanuliwa kwa kubandika kikomo cha Boltzmann: k = 1.380 649·10⁻²³ jouli kwa kelvini. Hivyo joto likawa mfasiri kati ya kelvini na nishati ya chembe.
Joto hasi kamili halipo: kwenye 0 K msogeo wa joto husimama. Imefikiwa pikokelvini 38 — kunaweza kusogezwa karibu zaidi, lakini hakufikiwi.
36 · Ubadilishaji
Weka joto — pasipoti litalibadilisha
Kelvini ndio mizani pekee ya joto ambapo viambishi vya SI vina maana: milikelvini ndani ya kriostati, megakelvini ndani ya kiini cha nyota.
Kwa vitendo joto halikokotolewi kutoka kikomo cha Boltzmann bali hulinganishwa na nukta za marejeo za mizani ya ITS-90: nukta tatu ya maji, nukta za kuganda za metali, mipito ya upitishaji bora.
| Kizio | Jina | Thamani | Kinapatikana wapi |
|---|---|---|---|
| µK | mikrokelvini | 2.95·10⁸ µK | upozaji kwa leza, mitego ya atomu |
| mK | milikelvini | 295 000 mK | kriostati, kompyuta za kwantamu |
| K | kelvini | 295 K | uandishi msingi wa joto katika SI |
| kK | kilokelvini | 0.295 kK | plazima, pinde za umeme, nyuso za nyota |
| MK | megakelvini | 2.95·10⁻⁴ MK | viini vya nyota, vifaa vya muunganiko wa nyuklia |
Viambishi vya SI hufanya kazi na kelvini pekee: Selsiasi na Farenhaiti zina sifuri iliyohamishwa, kwa hivyo viambishi kwao havina maana.
03 · Madaraja ya ukubwa
kutoka pikokelvini hadi plazima ya kwaki-gluoniJoto la chumbani, 295 K
04 · Vyombo vya kupimia
Kelvini hupimwa kwa nini
Kasi ya sauti katika gesi tukufu inahusiana moja kwa moja na kT. Njia ya msingi ambayo kwayo kikomo cha Boltzmann kilipimwa kabla ya kubandikwa.
Kelele ya joto ya Johnson ndani ya kikinza ni sawia na kT. Hufanya kazi kutoka milikelvini hadi maelfu ya kelvini, bila nukta yoyote ya marejeo.
Hukokotoa joto kutoka wigo wa mnururisho kwa sheria ya Planck — hivyo hupimwa tanuu, chuma kinapoyeyushwa, na nyuso za nyota.
Chombo chenye maji ambamo barafu, maji na mvuke hushikilia 273.16 K vyenyewe. Nukta ya kazi ya kusafirisha mizani, ingawa si tena ufafanuzi.
05 · Kanuni za uandishi
K tu — bila alama ya digrii na bila nukta
Alama «°K» iliondolewa mwaka 1967: kelvini si digrii bali kizio kinachojitegemea, kwa hivyo huandikwa 300 K. Tofauti ya joto pia huelezwa kwa kelvini, si kwa «digrii kelvini».
06 · Vizio jirani
Kelvini kipo pamoja na jouli — kikomo cha Boltzmann huviunganisha moja kwa moja. Digrii Selsiasi ndicho kizio pekee kitokanacho kinachofafanuliwa kwa kelvini: hatua ileile, sifuri iliyohamishwa.
K − 273.15
msingi SI
uwezo wa joto
Kwenye joto la chumbani kT ≈ 0.025 eV — kiasi hiki huweka kizingiti kwa nusukondakta na kwa athari za kikemikali.
07 · Sehemu ya kihistoria
Sifuri kamili ilitafutwaje
William Thomson alipendekeza mizani ambapo sifuri ni kusimama kwa msogeo wa joto, na hatua ilichukuliwa kutoka Selsiasi.
Wazo lilelile la sifuri kamili, lakini kwa hatua ya Farenhaiti. Inaishi katika uhandisi wa joto wa Marekani: 1 K = 1.8 °Ra.
Kelvini kilikuwa 1/273.16 ya joto la nukta tatu — yaani kilitegemea sifa za dutu moja na muundo wake wa isotopu.
Pamoja na alama ya digrii na neno «digrii». Iliondolewa 1967: kelvini si digrii bali kizio msingi chenye jina lake.
Kelvini kilijikomboa kutoka maji, lakini maji yalibaki kazini
Ufafanuzi kupitia nukta tatu ya maji ulikuwa na kipengele kisichopendeza: joto la nukta hiyo hutegemea muundo wa isotopu wa maji. Maji ya bahari na yale ya Antaktika hutoa tofauti ya elfu chache za kelvini — kidogo, lakini ya kutosha kufanya kiwango kilazimike kuandikwa pamoja na muundo wake. Kuhamia kikomo cha Boltzmann mwaka 2019 kulikata uhusiano huo; hata hivyo vifaa vya nukta tatu bado vipo maabarani kama nukta za kazi za mizani ya ITS-90.
Orodha · Mfumo wa Kimataifa wa Vizio
Pasipoti kwa kila kipimo
Vizio saba vya msingi, ishirini na viwili vitokanavyo vyenye majina yao, na hifadhi ya mifumo iliyoondoka matumizini. Kila kimoja ni jani lake: ufafanuzi, kipeo, ubadilishaji, vyombo, kanuni za uandishi. Katika lugha 36.
Vizio vya msingi
fungua pasipoti ya kelviniVitokanavyo vyenye majina yao
kwa rangi ya udongo — kizio pekee kinachofafanuliwa kwa kelviniMifumo ya kihistoria
hifadhi ya alamaLugha ya pasipoti
Lugha 34. Alama K na fomula hazitafsiriwi — ni zilezile katika matoleo yote ya lugha; kinachotafsiriwa ni maelezo, mifano na kanuni za uandishi za kila hati.