开尔文(英语:Kelvin)是温度计量单位。它是国际单位制(SI)的七个基本单位之一,符号为K[注 1]。以开尔文计量的温度标准称为热力学温标,其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。早期1开尔文定义为水的三相点与绝对零度相差的1273.16[1]水的三相点是0.01℃,因此温度变化1摄氏度,相当于变化1开尔文;现1开尔文由波兹曼常数定义。

Quick Facts 开尔文, 单位制 ...
开尔文
单位制国际单位制基本单位
物理量名称温度
符号K 
得名第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
正式定义
定义开尔文,热力学温度单位,等于三相点的热力学温度的1/273.16
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Quick Facts 2019年 开尔文, 单位制 ...
2019年 开尔文
单位制国际单位制基本单位
物理量名称温度
符号K 
得名第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
正式定义
机构国际计量委员会
制订日期2018国际计量大会
生效日期2019年5月20日
定义开尔文,符号K,国际单位制的热力学温度单位。当玻尔兹曼常数k以单位J⋅K−1,即kg⋅m2⋅s−2⋅K−1,表示时,将其固定数值取为1.380649×10−23来定义开尔文,其中千克、米和秒用hcΔνCs定义。
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Quick Facts “kelvin”的各地常用译名, 中国大陆 ...
“kelvin”的各地常用译名
中国大陆开尔文
台湾克尔文
港澳开尔文
新马开尔文
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温度计,左侧单位为摄氏度,右侧单位为开尔文

开氏温标得名自英国工程师和物理学家第一代开尔文男爵威廉·汤姆森

历史

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开尔文勋爵,该单位的同名人物
1848年
开尔文勋爵威廉·汤姆森在其论文《关于一种绝对温标》(On an Absolute Thermometric Scale)中写道,需要一种以“绝对的冷”(绝对零度)作为零点的温标,使用摄氏度作为其单位增量。汤姆森用当时的空气温度计测算出绝对零度等于−273℃。[2]这种绝对温标现在称为开尔文热力学温标。
1954年
第10届国际计量大会(CGPM)第3号决议给出了热力学温标的现代定义,表明水的三相点为其第二定义点,并规定将其温度订定为273.15开。[3]
1967-1968年
第13届CGPM第3号决议将热力学温度的单位增量由“绝对度”(符号K)更名为“开尔文”(符号K)。[1]同时,因为意识到要更明确地定义单位增量的程度的必要,第13次在国际度量衡大会第4号决议中指出“开尔文,热力学温度单位,等于水的三相点的热力学温度的1273.16。”[1]
2005年
国际计量委员会声称为了阐明水的三相点的温度,开尔文热力学温标中的定义适用于VSMOW标准中规定的水有同位素结构。[4]

重新定义

2005年,国际计量委员会着手于重新定义开尔文,让它有一个更严格的定义。当时的定义并不能满足于在低于20 K和高于1300 K处的使用。[5] 委员会提出,应重新定义开尔文,以使得波尔兹曼常数是一个定值1.3806505×10−23 J/K[6]委员会原本希望,这个项目会在2011年的国际度量衡大会上通过,但到了2011年,这个提议又被推后到2014年,成为更大的项目中的一部分。[7]

新定义提案于2018年11月16日通过,已于2019年5月20日起生效。[8]

从科学的观点来看,这个新定义会使开尔文和其它国际标准单位连接起来,并且可以不再依赖于某种特定的物质。从实际的观点来看,这个新定义不会造成任何区别,水在一个大气压下的凝固点仍然是0℃(32℉,273.15 K)。[9]

实际使用

色温

开尔文常用于测量光源的色温。色温基于黑体发出的光的颜色取决于辐射体的温度的原理。温度低于约4000 K的黑体为浅红色,温度高于约7500 K为浅蓝色。色温在投影和摄影的领域很重要,约5600 K的色温需要匹配“日光”胶片。在天文学领域,恒星的光谱和它们在赫罗图中的位置部分取决于他们的表面温度,被称作有效温度。例如,太阳的光球的有效温度为5778 K。

与其他温度单位之间的转换

More information 从开氏温标换算至其他温度单位, 从其他温度单位换算至开氏温标 ...
从开氏温标换算至其他温度单位 从其他温度单位换算至开氏温标
摄氏温标 [℃] = [K] - 273.15 [K] = [℃] + 273.15
华氏温标 [℉] = [K] × 95 − 459.67 [K] = ([℉] + 459.67) × 59
兰金温标 [R] = [K] × 95 [K] = [R] × 59
德利尔温标 [°De] = (373.15 − [K]) × 32 [K] = 373.15 − [°De] × 23
牛顿温标 [°N] = ([K] − 273.15) × 33100 [K] = [°N] × 10033 + 273.15
列氏温标 [°Ré] = ([K] − 273.15) × 45 [K] = [°Ré] × 54 + 273.15
罗氏温标 [°Rø] = ([K] − 273.15) × 2140 + 7.5 [K] = ([°Rø] − 7.5) × 4021 + 273.15
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注释

参考文献

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