Tabla de Contenidos
Varmt och kallt mäts med en numerisk skala som kallas temperatur. Temperaturskalor är hur vi kommunicerar om vädret, mäter säkerhet och komfort och förklarar den fysiska världen. Med hjälp av baslinjer som valts av forskare för att skapa relativa mätningar, mäter temperaturskalor värmens intensitet eller mängden termisk energi som finns i ett material eller ämne (som luft, en kruka med vatten eller solens yta). Det finns tre vanliga mätsystem: Fahrenheit, Celsius och Kelvin.
Vad är temperatur?
Temperatur är en energi som mäts med ett instrument som kallas termometer, som kommer från de grekiska orden termos (het) och metron (mått), enligt den etymologiska ordboken på nätet. En annan definition av temperatur är att det är ett mått på den genomsnittliga kinetiska energin (energin hos en rörlig massa) hos molekylerna i ett ämne, enligt Georgia State University.
Den antika grekiske läkaren Hippokrates lärde uppenbarligen att den mänskliga handen kunde användas för att bedöma förekomsten av feber hos en person så tidigt som 400 f.Kr., enligt en rapport från 2019 publicerad i tidskriften Nature Public Health Emergency Collection. Men exakta instrument för att mäta mänsklig kroppstemperatur utvecklades inte förrän på 1500- och 1600-talen.
Kelvin: en absolut skala för forskare
År 1848 föreslog den brittiske matematikern och vetenskapsmannen William Thomson (även känd som Lord Kelvin) en absolut temperaturskala, oberoende av egenskaperna hos ett ämne som is eller människokroppen. Han föreslog att intervallet för möjliga temperaturer i universum vida översteg de som föreslagits av Celsius och Fahrenheit. Konceptet med absolut lägsta temperatur var inte nytt, enligt NIST, men Kelvin gav dig ett exakt antal: 0 kelvin är lika med -273,15 C.
Termodynamisk temperatur är absolut, inte i förhållande till fixpunkter. Detta beskriver mängden kinetisk energi som finns i partiklarna som utgör en klump av materia, som vickar och fladdrar på submikroskopiska nivåer, förklarade Thomson. När temperaturen sjunker saktar partiklarna ner tills någon gång all rörelse upphör. Det handlar om absolut noll, vilket är referensen för Kelvinskalan.
absolut noll
Absolut noll inträffar vid -273,15 C eller -459,67 F. Tills nyligen trodde forskare att människor inte kunde återskapa den temperaturen eftersom, för att få den kylan, energi måste tillföras systemet för att kyla det, vilket skulle innebära att systemet skulle vara varmare än absoluta noll. Men 2013 lyckades tyska fysiker få partiklarna till paradoxala temperaturer under absolut noll.
I Kelvins sinne var absolut noll utgångspunkten för en temperaturskala, men för bekvämlighets skull använde han markörerna och intervallen för den allmänt kända Celsiusskalan som grund för sin egen. Sålunda, på Kelvin-skalan, fryser vatten vid 273,15 K (0°C) och kokar vid 373,15 K, det vill säga vid 100°C. En kelvin betecknas som en enhet, snarare än en grad, och är lika med en enda grad på Celsiusskalan. Kelvinskalan används främst av forskare.
2018 omdefinierades kelvinen för att göra den mer exakt, enligt en artikel i tidningen Metrologia, och dess definition är nu kopplad till Boltzmann-konstanten. Denna konstant relaterar temperaturen till materiens kinetiska energi. Den nya definitionen, enligt den allmänna konferensen om vikter och mått, är följande: ”Kelvin, symbol K, är SI-enheten för termodynamisk temperatur; dess magnitud bestäms genom att sätta det numeriska värdet av Boltzmanns konstant till exakt 1,380649 × 10 -23 J K-1 [joule per kelvin]’.
Källor
- Britannica Encyclopedia. (nd). Boltzmann konstant . Fysik.
- Metrologi. (2019). Revideringen av SI — resultatet av tre decennier av framsteg inom metrologi.
- International Bureau of Weights and Measures. (2006). Broschyren International System of Units (SI). Internationella kommittén för vikter och mått.
- JA Broschyr. (2019). Mise en pratique för definitionen av kelvin i SI. Rådgivande kommittén för termometri
