Tabla de Contenidos
Varmt og kaldt måles med en numerisk skala kalt temperatur. Temperaturskalaer er hvordan vi kommuniserer om været, måler sikkerhet og komfort og forklarer den fysiske verden. Ved å bruke grunnlinjer valgt av forskere for å lage relative målinger, måler temperaturskalaer intensiteten av varme, eller mengden termisk energi som finnes i et materiale eller stoff (som luft, en gryte med vann eller overflaten av solen). Det er tre ofte brukte målesystemer: Fahrenheit, Celsius og Kelvin.
Hva er temperatur?
Temperatur er en energi som måles med et instrument som kalles termometer, som kommer fra de greske ordene termos (varmt) og metron (mål), ifølge den nettbaserte etymologiske ordboken. En annen definisjon av temperatur er at det er et mål på den gjennomsnittlige kinetiske energien (energien til en bevegelig masse) til molekylene til et stoff, ifølge Georgia State University.
Den antikke greske legen Hippokrates lærte tilsynelatende at den menneskelige hånden kunne brukes til å bedømme tilstedeværelsen av feber hos en person så tidlig som 400 f.Kr., ifølge en 2019-rapport publisert i tidsskriftet Nature Public Health Emergency Collection. Men presise instrumenter for å måle menneskelig kroppstemperatur ble ikke utviklet før på 1500- og 1600-tallet.
Kelvin: en absolutt skala for forskere
I 1848 foreslo den britiske matematikeren og vitenskapsmannen William Thomson (også kjent som Lord Kelvin) en absolutt temperaturskala, uavhengig av egenskapene til et stoff som is eller menneskekroppen. Han foreslo at rekkevidden av mulige temperaturer i universet langt oversteg de foreslåtte av Celsius og Fahrenheit. Konseptet med absolutt minimumstemperatur var ikke nytt, ifølge NIST, men Kelvin ga deg et nøyaktig tall: 0 kelvin tilsvarer -273,15 C.
Termodynamisk temperatur er absolutt, ikke i forhold til faste punkter. Dette beskriver mengden kinetisk energi som finnes i partiklene som utgjør en klump av materie, som vrikker og flagrer på submikroskopiske nivåer, forklarte Thomson. Når temperaturen synker, bremser partiklene ned til på et tidspunkt all bevegelse opphører. Det handler om absolutt null, som er referansen til Kelvin-skalaen.
absolutt null
Absolutt null forekommer ved -273,15 C eller -459,67 F. Inntil nylig trodde forskere at mennesker ikke kunne gjenskape den temperaturen siden, for å bli den kalde, måtte det tilføres energi til systemet for å avkjøle det, noe som ville bety at systemet ville være varmere enn absolutt null. Men i 2013 klarte tyske fysikere å bringe partiklene til paradoksale temperaturer under absolutt null.
I Kelvins tanker var absolutt null utgangspunktet for en temperaturskala, men for enkelhets skyld brukte han markørene og intervallene til den viden kjente Celsius-skalaen som grunnlag for sin egen. Således, på Kelvin-skalaen, fryser vann ved 273,15 K (0°C) og koker ved 373,15 K, det vil si ved 100°C. En kelvin er utpekt som en enhet, snarere enn en grad, og tilsvarer en enkelt grad på Celsius-skalaen. Kelvin-skalaen brukes hovedsakelig av forskere.
I 2018 ble kelvinen omdefinert for å gjøre den mer presis, ifølge en artikkel i magasinet Metrologia, og definisjonen er nå knyttet til Boltzmann-konstanten. Denne konstanten relaterer temperaturen til materiens kinetiske energi. Den nye definisjonen, ifølge General Conference on Weights and Measures, er som følger: «Kelvin, symbol K, er SI-enheten for termodynamisk temperatur; dens størrelse fastsettes ved å sette den numeriske verdien av Boltzmanns konstant til nøyaktig 1,380649 × 10 -23 J K-1 [joule per kelvin]’.
Kilder
- Britannica Encyclopedia. (nd). Boltzmann konstant . Fysikk.
- Metrologi. (2019). Revisjonen av SI – resultatet av tre tiår med fremgang innen metrologi.
- International Bureau of Weights and Measures. (2006). The International System of Units (SI) hefte. Den internasjonale komiteen for vekter og mål.
- JA Brosjyre. (2019). Mise en pratique for definisjonen av kelvin i SI. Rådgivende utvalg for termometri
