קלווין

לורד קלווין, על שמו נקראה יחידת המידה של המעלות

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 הקלאסי של התרמודינמיקה. על פי תיאור זה, לא ניתן לרדת מתחת לנקודת האפס, ואף לא להגיע אליה ממש. עם זאת, תאוריות קוונטיות מסוימות טוענות שניתן לעשות זאת, וכמה ניסויים הראו תוצאות שיכולות להתפרש כטמפרטורה מתחת לאפס המוחלט.

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 שיש קשר בין טמפרטורה לבין אנרגיה, כאשר הטמפרטורה היא אפס מעלות קלווין, אין אנרגיה במערכת לאף מולקולה, טמפרטורה באה לייצג חום בדרך אחת, אך גם יחידות אנרגיה יכולות לעשות זאת, לכן K • 72429716666670000000000=J, בשני המקרים, טמפרטורה היא הדרך שלנו למדוד את מהירות המולקולה, משמע, חום, וידוע לנו כי חצי מסה כפול מהירות שווה אנרגיה, לכן גם אנרגיה וגם טמפרטורה מייצגים את החום, את מהירות המולקולות בחומר.

דיאגרמת העברת מעלות

ראו גם

מדחום מכויל בשני צלזיוס מעלות קלווין ותארים

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

קישורים חיצוניים

• ערכה המדויק של יחידת מידה קלווין, באתר SI הרשמי