Küsimus:
Miks on Kelvini temperatuuriühiku pikkus võrdne Celsiuse ühiku pikkusega?
Siddhartha
2019-06-09 05:08:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Celsiuse ühik on meelevaldselt määratletud, lähtudes vee keemis- ja külmumistemperatuurist.Kas siis on kokkusattumus, et temperatuuri SI ühik Kelvin, mida kasutatakse kõigis looduslikes võrrandites, on sama pikkusega kui Celsiuse ühik?

Samuti on olemas Rankine skaala, millel on sama ühiku pikkus kui Fahrenheiti skaalal, kuid mis on nihkunud allapoole nii, et 0 ° R = 0K.
@Tim Nii et kui me tahame omaks võtta Rankine skaala, siis tuleb Boltzmanni konstandile omistada teine väärtus, eks?
@Thomas: selle väärtus oleks tegelikult sama, moduleerige skaleerimistegur jala naeladeks Rankine kraadi kohta.
@Tim - Boltzmanni konstandil on energiaühikute / temperatuuriühikute ühikud.Vahetage ühikud ja Boltzmanni pidevad muutused.Nii USA-s kasutatavad tavapärased üksused kui ka peaaegu kõikjal mujal kasutatav meetriline süsteem on meelevaldsed.Ainus erinevus on see, et USA-s tuleb kasutada dollarit F = kma $, mitte meetrikasüsteemis kasutatavamat tuttavamat dollarit $ F = ma $.
-1
Väga seotud postitus: https://physics.stackexchange.com/questions/231017/
@BrianDrummond, -1 sõna "modulo" (ilmselt selle slängitähenduses "välja arvatud") kasutamiseks!Mul kulus mõni hetk, et kaaluda, miks või kuidas kasutada korrutamise asemel skaleerimisteguri rakendamiseks modulaarset aritmeetikat.
Kaks vastused:
jgerber
2019-06-09 05:18:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kelvini ajalugu

Kelvini üksus kujundati nii, et $ 1 \ \ text {K} $ muudatus vastab $ 1 \ ^ \ circ \ text {C} $ . See on mõistlik, sest inimesed töötasid sel ajal Celsiuse järgi. Kelvin taipas lihtsalt, et Celsiuse skaala ei saa meelevaldselt negatiivselt langeda. Peatus $ - 273.15 \ ^ \ circ \ text {C} $ .

Mõte oli siis teha uus skaala - Kelvini skaala, millel on samad gradatsioonid kui Celsiuse skaalal (ühildumiseks olemasoleva skaalaga), kuid omadusega, mis $ 0 \ \ text {K} $ vastab sellele spetsiaalsele temperatuurile $ - 273,15 \ ^ \ circ \ text {C} $ . Teisisõnu, see pole juhus, vaid pigem määratleti kelvin ajalooliselt nii, et kahel skaalal oli sama gradatsioon.

Vee kolmikpunkti osas on natuke segadust ( $ 273,16 \ \ text {K} $ või 0,01 $ \ ^ \ circ \ text {C} $ ) ja vee külmumistemperatuur standardrõhul ( 273,15 $ \ text {K} $ või 0,00 $ \ ^ \ circ \ text {C} $ ). Las ma täpsustan.

Celsiuse ehk Celsiuse skaala määrati ajalooliselt järgmiselt. $ 0 \ ^ \ circ \ text {C} $ määratleti kui temperatuuri (mõõdetuna näiteks elavhõbedatermomeetriga), mille juures vesi (tavalisel atmosfäärirõhul) : $ 101 \, 325 \ \ text {Pa} $ ) külmub. $ 100 \ ^ \ circ \ text {C} $ valiti temperatuuriks (standardrõhul), mille juures vesi keeb. Seega on üks Celsiuse kraad temperatuuri gradatsioon (mõõdetuna näiteks elavhõbedatermomeetriga), mis on samaväärne $ \ frac {1} {100} $ temperatuuri erinevusega vee külmumis- ja keemistemperatuurid standardrõhul.

Juba $ 17 ^ {\ text {th}} $ sajandi teadlased hakkasid mõistma, et Celsiuse skaala ei mine lõpmatult negatiivseks. Tegelikult saab väärtuse, mille järgi Celsiuse skaala peatub, arvutada ja mõõta ning leiti, et see esineb umbes $ - 273 \ ^ \ circ \ text {C} $ span >. Mulle tundub, et laborikatsete edasine täpsustamine näitas, et temperatuur oli $ - 273,15 \ ^ \ circ \ text {C} $ . See on siis, kui alustasite vee külmumispunktist $ (0 \ ^ \ circ \ text {C}) $ ja läksite alla $ 273,15 $ ülalkirjeldatud astmetest tabaksite absoluutse nulli.

Ok, me pole ikka veel kelvinit rangelt määratlenud. 1967. aastal tahtsid inimesed anda üksustele häid määratlusi. Vee külmumistemperatuur oli halb füüsikaline võrdluspunkt, kuna see sõltus vee atmosfäärirõhust. Kuid rõhk varieerub vastavalt ilmastikule ja kõrgusele Maal, nii et erinevad laborid võivad selle mõõdiku järgi oma termomeetreid erinevalt kalibreerida. Vee kolmekordse temperatuuri temperatuur on aga üheselt mõistetav (vähemalt rõhu osas), sest see tekib ainult siis, kui rõhk on õiges väärtuses. Vee kolmikpunkt leiab aset 0,01 $ \ ^ \ circ \ text {C} $ . Nii otsustati 1967. aastal määratleda kelvin $ \ frac {1} {273.16} $ vee kolmekordse temperatuuri temperatuurina. See määrab 1) $ 0 \ \ text {K} $ vastavalt soovile absoluutse nulli, 2) tagab, et Kelvini gradatsioonidele viidatakse korralikule füüsilisele võrdluskogusele ja 3 ) avaldab mõju, et Kelvini skaala gradatsioonid on täpselt samad kui Celsiuse skaala astmed.

Jätan vastuse praegu siia. Vt A Peruzzi 2018, J. Phys.: Conf. Ser. 1065 12011: Kelvini uuesti määratlemise kohta, et saada üksikasju eelmisel kuul jõustunud Kelvini uuesti määratlemise kohta.

Võib lisada, et skaala alguspunkt ei oma paljudes rakendustes suurt tähtsust, kuid temperatuuri * erinevused * on siiski olulised.Selle arvväärtuse säilitamine on kasulik, seega ka sama ühiku suurus.
Hääletatud, kuid kelvin kui üksus peaks olema väiketäht.Kelvin inimesena on muidugi suurtäht.
Kas pole -273,15 dollarit?
@Wojowu 273,15K on koht, kus vesi külmub = 0 kraadi C, 273,16K on vee kolmekordne punkt, mis on punkt, mis määrab Celsiuse skaala
-1
@Neil_UK Ma tean, kuid absoluutne null on -273,15C $
@Wojowu, jah, tundub, et sul on õigus, et $ 0 \ text {K} $ on $ -273.15 \ text {C} $, märkus $ -273.16 \ text {C} $, nagu ma vastuses ütlen.Parandan selle ja lisan mõned selgitused.
@CSM jah, ideaalne gaasiseadus või Stephani-Boltzmanni seadus on erandid, kuna need eeldasid absoluutse nulli mõistet.Kuid Carnoti protsessi sarnaste asjade puhul on olulised ainult temperatuuri erinevused.Kui astme suurus jääb samaks kui Celsiuse skaalal, säilitatakse kõik selles skaalas väljendatud konstandid.
* "inimesed töötasid sel ajal Celsiuse järgi" * enamik inimesi töötab endiselt temperatuuri mõõtmiseks Celsiuse skaalaga, Kelvini kasutatakse ainult teatud füüsika valdkondades.
Mark H
2019-06-09 10:14:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ka Kelvins pole sugugi nii loomulik;või pigem on nad sama meelevaldsed kui Celsiuse järgi.Teil on vaja veel üht suvalist suurust - Boltzmanni konstandi -, et temperatuuriühik töötaks teiste füüsiliste üksustega.

Jah täpselt.Kelvini "nullpunkt" on loomulik, kuid skaala mitte.


ⓘ
See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 4.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...