Kelvin: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
m revert vandalismu |
Doplněna literatura, upraveny vzorce, částečně přestylizováno |
||
Řádek 1:
{{Různé významy|tento=jednotce teploty}}
== Zavedení pojmu kelvin ==
'''Kelvin''' (značka K)<ref>ISO 80000-5:2007, item 5-1a</ref> je [[Fyzikální jednotka|jednotkou]] [[termodynamická teplota|termodynamické teploty]].
Kelvin je jednou ze sedmi základních jednotek [[soustava SI|soustavy SI]]. Je definován dvěma hodnotami:
* 0 K je teplota [[absolutní nula|absolutní nuly]], tedy naprosto nejnižší teplota, která je fyzikálně definována<ref group="pozn">[[Záporná teplota|Záporné teploty]] (např. spinových systémů) nejsou nižší než absolutní nula, ale naopak vyšší než nekonečná teplota ve statistickém pojetí.</ref>,
* 273,16 K je teplota [[trojný bod|trojného bodu]] vody (0,01 °C).
V rámci očekávané změny definic základních fyzikálních jednotek<ref>Jan Obdržálek: Základní fyzikální jednotky po roce 2011. Metrologie, 2010, 2, p.1-4, ISSN 1210-3543</ref> se připravuje i nová definice kelvinu (fixací [[Boltzmannova konstanta|Boltzmannovy konstanty]]).
=== Poznámky ===
<references group="pozn" />
== Přepočet na jiné stupnice ==
=== [[Stupeň Celsia|Celsiova stupnice]] ===
Stupnice pro Celsiův stupeň<ref>ISO 80000-5:2007, item 5-2a</ref> má stejný rozdíl teplot 1 °C = 1 K, ale posunutý počátek: 0 °C odpovídá 273,15 K, takže
: <math>
: <math>C/\mathrm{ ^\circ C} = K/\mathrm{K} - 273{,}15\,</math> ,
kde ''C'' je teplota ve stupních Celsia, ''K'' je teplota v kelvinech.
Z toho vyplývá pro hodnoty teploty:
: 0 K = −273,15 °C
: 0 °C = +273,15 K
: 100 °C = +373,15 K
=== [[Stupeň Rankina|Rankinova stupnice]] ===
Stupnice pro Rankinův stupeň<ref>ISO 80000-5:2007, item 5-1.A.a</ref> má stejný počátek jako Kelvinova, ale jiný rozdíl teplot: 180 °R = 100 K, takže
: <math>R/ ^\circ\mathrm{R} = \frac{9}{5}K/\mathrm{K}\,</math> ,
kde ''R'' je teplota ve stupních Rankina, ''K'' je teplota v kelvinech.
Z toho vyplývá pro hodnoty teploty:
: 0 K = 0 °R
: 0 °C = 459,67 °R
: 100 °C = 639,67 °R
=== [[Stupeň Fahrenheita|Fahrenheitova stupnice]] ===
Stupnice pro Fahrenheitův stupeň<ref>ISO 80000-5:2007, item 5-2.A.a</ref> má rozdíl teplot stejný jako Rankinova, 1 °F = 1 °R, ale posunutý začátek: 32 °F odpovídá 0 °C, takže
: <math>F/ ^\circ\mathrm{F} = \frac{
kde ''F'' je teplota ve stupních Fahrenheita, ''
Z toho vyplývá pro hodnoty teploty:
: 0 K = −427,67 °F
: -40 °C = −40 °F
: 0 °C = 32 °F
: 100 °C = 212 °F
=== [[Stupeň Réaumura|Réaumurova stupnice]] ===
Stupnice pro Réaumurův stupeň má stejný počátek jako Celsiova, ale jiný rozdíl teplot: 100 °C = 80 °Re, takže
: <math>
kde ''
Z toho vyplývá pro hodnoty teploty:
: 0 K = −218,52 °Re
: 0 °C = 0 °Re
: 100 °C = 80 °Re
== Teplota a energie ==
Molekulová a statistická fyzika dokazují, že střední kinetická energie ''E''<sub>k</sub> částic tvořících soustavu má vlastnost teploty, tj. aby dvě soustavy 1, 2 byly navzájem v rovnováze, musejí mít částice, které je tvoří, stejné střední kinetické energie: ''E''<sub>k1</sub> = ''E''<sub>k2</sub>. To umožňuje měřit teplotu pomocí energie:
: <math>
kde konstatnou ''k'' úměrnosti je [[Boltzmannova konstanta]]<ref>ISO 80000-9:2007, item 9-43</ref>. V soustavě SI (v jednotkách J pro energii a K pro teplotu) má hodnotu<ref>CODATA 2006</ref>.
: <math> k = 1,380\,650\, 4(24) \cdot 10^{-23}\mathrm{J/K}</math>
V jaderné fyzice se energie často měří elektronvolty, eV; k přepočtu se použije táž rovnice ''E = k T'', jen Boltzmannova konstanta bude vyjádřena v eV/K. Platí tyto ekvivalence (zaokrouhleno):
: <math> 1\;\mathrm{K}\ \hat=\ 8,617 \cdot 10^{-5}\;\mathrm{eV}</math>
: <math> 1\;\mathrm{eV}\ \hat=\ 1,160 \cdot 10^{4}\;\mathrm{K}</math>
: <math> 1\;\mathrm{K}\ \hat=\ 1,381 \cdot 10^{-23}\;\mathrm{J}</math>
: <math> 1\;\mathrm{J}\ \hat=\ 7,243 \cdot 10^{22}\;\mathrm{K}</math>
== Barevná teplota světla ==
V kelvinech se rovněž udává [[barevná teplota]] světla (přesněji: teplota záře<ref>ČSN IEC 50(845):1996, Mezinárodní elektrotechnický slovník IEV, kap. 845 (Osvětlení), pol. 845-04-13</ref>), zejména umělých světelných zdrojů – žárovek, zářivek a podobně.
To je významné zejména pro snímání a záznam světla pro fotografie a film či video. Vnímaná barva světla černého tělesa rozežhaveného na danou teplotu ''T'' je určena jednak spektrální září<ref>ČSN IEC 50(845):1996, Mezinárodní elektrotechnický slovník IEV, kap. 845 (Osvětlení), pol. 845-01-34</ref> ''L(λ, T)'' podle [[Planckův zákon|Planckova zákona]]<ref>ČSN IEC 50(845):1996, Mezinárodní elektrotechnický slovník IEV, kap. 845 (Osvětlení), pol. 845-04-05</ref>, jednak poměrnou spektrální světelnou účinností<ref>ČSN IEC 50(845):1996, Mezinárodní elektrotechnický slovník IEV, kap. 845 (Osvětlení), pol. 845-01-22</ref> standardního fotometrického pozorovatele<ref>ČSN IEC 50(845):1996, Mezinárodní elektrotechnický slovník IEV, kap. 845 (Osvětlení), pol. 845-01-23</ref>.
== Zajímavosti ==
Teplota 0 °C („bod mrazu“) je teplota, kdy je v rovnováze led, kapalná voda a vzduch nasycený vodní parou. Není to tedy přesně teplota [[trojný bod|trojného bodu]], kdy je v rovnováze led, voda a pára (beze vzduchu). Teplota trojného bodu je 0,01 °C.
Do roku [[1967]] se používal
{{SI jednotky}}
Řádek 55 ⟶ 82:
[[Kategorie:Jednotky teploty]]
[[Kategorie:Základní jednotky SI]]
== Reference ==
<references/>
=== Literatura ===
* {{Citace monografie
| příjmení = Mills
| jméno = Ian
| odkaz na autora =
| titul = IUPAC. Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry
| url =
| vydavatel = Blackwell Scientific publications
| místo = Oxford, London, Edinburgh, Cambridge, Carlton Victoria (USA)
| rok = 1993
| počet stran = 167
| kapitola = 3; 7
| strany = 70; 113
| isbn = 0-632-03583-8
| jazyk = angl.
}}
* {{Citace monografie
| příjmení = Kvasnica
| jméno = Jozef
| odkaz na autora =
| titul = Termodynamika
| url =
| vydavatel = SNTL/SVTL
| místo = Praha
| rok = 1965
| počet stran = 396
| kapitola =
| strany =
| isbn = ? 04-019-65
| jazyk = čes.
}}
* {{Citace monografie
| příjmení = Kvasnica
| jméno = Jozef
| odkaz na autora =
| titul = Statistická fyzika
| url =
| vydavatel = Academia
| místo = Praha
| rok = 1983
| počet stran = 320
| kapitola =
| strany =
| isbn = ? 104-21-852
| jazyk = čes.
}}
* {{Citace monografie
| příjmení = Svoboda
| jméno = Emanuel
| příjmení2 = Bakule
| jméno2 = Roman
| odkaz na autora =
| titul = Molekulová fyzika
| url =
| vydavatel = Academia
| místo = Praha
| rok = 1992
| počet stran = 276
| kapitola =
| strany =
| isbn = 80-200-0025-9
| jazyk = čes.
}}
* ISO 80000-5:2007, Quantities and units - Part 5: Thermodynamics
* ISO 80000-5:2009, Quantities and units - Part 9: Physical chemistry and molecular physics
* ČSN ISO 80000-5:2011, Veličiny a jednotky - Část 5: Termodynamika
* ČSN ISO 80000-9:2011, Veličiny a jednotky - Část 9: Fyzikální chemie a molekulová fyzika
|