קלווין

לורד קלווין, על שמו נקראה יחידת המידה של טמפרטורה.

קלווין (Kelvin) היא יחידת מידה לטמפרטורה, אחת מיחידות מערכת היחידות הבינלאומית הבסיסיות.

היחידה, המסומנת באות K, משמשת בעיקר לצרכים מדעיים ונקראת על־שם הפיזיקאי לורד קלווין (ויליאם תומסון). לורד קלווין היה הראשון שקבע ב־1841 את נקודת האפס על פי שיקולים מדעיים. נקודת אפס זו, הנקראת "האפס המוחלט", היא טמפרטורה של אפס קלווין, או מינוס 273.15 מעלות צלזיוס. זוהי הטמפרטורה בה כל תנועה תרמית נעלמת, על פי התיאור האינטואיטיבי של התרמודינמיקה. על פי תיאור זה, לא ניתן לרדת מתחת לנקודת האפס, ואף לא להגיע אליה ממש. עם זאת, על פי הגדרת הטמפרטורה ניתן לעשות זאת, והאפשרות להגיע לטמפרטורה שלילית אף הודגמה.

סולם קלווין מבוסס על סולם צלזיוס (יחידת קלווין היא בדיוק מעלת צלזיוס אחת), אך מודד את הטמפרטורה החל מהאפס המוחלט במקום מנקודת הקיפאון של המים. באופן היסטורי, נקבעה נקודת הקיפאון של המים כאפס צלזיוס, ולאחר ההבנה כי קיימת נקודת אפס מוחלט, חושב ערכה כ־273.15- מעלות צלזיוס, בקירוב.

ב־1948 שונו קלות הגדרות הסולמות: הנקודה המשולשת של המים נבחרה להיות נקודת הייחוס של טמפרטורות תרמודינמיות, ונקודת הקיפאון של המים, אפס צלזיוס, נקבעה ב־0.01 מעלות צלזיוס מתחת לנקודה המשולשת. ב־1954 הוגדרה הקלווין מחדש במדויק מתוך קביעה כי הטמפרטורה של הנקודה המשולשת של המים היא בדיוק 273.16 קלווין (והאפס המוחלט הוא בדיוק אפס קלווין).

מאחר שהנקודה המשולשת של המים נקבעה שרירותית כ־0.01 מעלות צלזיוס, נובע כי ההפרש בין הסולמות הוא בדיוק 273.15.

כמו כן, מפני שישנו קשר בין טמפרטורה לבין אנרגיה, כאשר הטמפרטורה היא אפס קלווין, אין אנרגיה במערכת לאף מולקולה. כשם שיחידות טמפרטורה הן מדד לייצוג חום במערכת, גם יחידות של אנרגיה מסוגלות לייצג חום, בין יחידת האנרגיה המקובלת ביחידות הסטנדרטיות (SI) - הג'אול, ובין יחידת הקלווין ישנו יחס המרה קבוע (קשר ליניארי) שערכו הוא קבוע בולצמן. כיוון שטמפרטורה של חומר היא האנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקיו, ואנרגיה קינטית מוגדרת על ידי $E_{k}={\frac {1}{2}}mv^{2}$, הרי שניתן למדוד את מהירות המולקולות בחומר באמצעות טמפרטורה.

דיאגרמת העברת מעלות

ראו גם

מדחום מכויל בצלזיוס (שמאל) ובקלווין (ימין)

• יחידות מידה לטמפרטורה
• יחידות מידה על שם אישים
• נקודה משולשת

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קלווין בוויקישיתוף

• ערכה המדויק של יחידת מידה קלווין, באתר SI הרשמי

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

קלווין31229262Q11579