開氏度

開氏度

開氏度一般指熱力學溫度。熱力學溫標,又稱開爾文溫標、絕對溫標,簡稱開氏溫標,是一種標定、量化溫度的方法。它對應的物理量是熱力學溫度,或稱開氏度,符號為K,為國際單位制中的基本物理量之一;對應的單位是開爾文,簡稱開,符號為K。熱力學溫標是由威廉·湯姆森,第一代開爾文男爵於1848年利用熱力學第二定律的推論卡諾定理引入的。它是一個純理論上的溫標,因為它與測溫物質的屬性無關。符號T,單位K(開爾文,簡稱開)。

溫度的一種度量單位。
零下273.16攝氏度為0開氏度,即絕對零度。(自然界的的低溫極限,只能無限接近,不可能達到。)
1開氏度=1攝氏度。
開氏度:C=K-273.16。
詳細資訊:
熱力學溫度單位開爾文(K)是國際單位制(SI)基本單位之一。其他基本單位是米、千克、秒、安培、摩爾和坎德拉。
開爾文的定義(K):
開爾文(K)是熱力學溫度單位,等於水的三相點熱力學溫度的(1/273.16)。上述定義以物理常量:水三相點熱力學溫度Ttr為基礎,而Tt r國際上已於1967年協定,精確地等於273.16K。(圖略)
1K=1/273.16 Tt r
開爾度是用英國科學家開爾文的名字命名的。
威廉·湯姆森(William·Thomson),後來的開爾文勳爵(Lord·Kelvin of Largs),1824年6月26日生於英國北愛爾蘭貝爾法斯特。他的特殊天賦和理解力很早就表現出來了,以致他在10歲就被格拉斯哥大學註冊錄取。16歲他作為大學生來到劍橋,在劍橋他所有功課成績都很優秀。湯姆森作為格拉斯哥大學物理學教授從1846年開始從事教學和科學研究。人們說,在他那兒,計畫1小時的課經常持續3個小時。
湯姆森的興趣一向在熱力學和電學方面。熱能的研究使他認識了一個可能最低的溫度,即溫度的絕對零度。他把這個-273.15℃的溫度點當作一個新的溫度和溫標(圖略)的出發點。他與一位英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦爾(James·Prescott·Joule1818~1889)一起發現了用他們兩人名字命名的“焦爾-湯姆森效應”。它表明,理想氣體在沒有外界做功而膨脹時,使其冷卻到足夠低的溫度。發生冷卻是由於膨脹時必須通過內部做功以克服氣體的分子力。*1856年湯姆森認識到按照他的名字命名的熱電“湯姆森效應”,它包含,當一個電流通過,在一個均勻的電導體中存在一個溫度落差按照它的方向產生熱或取走熱。
“湯姆森熱”和一個導電體的焦耳電流熱(它取決於導體的電阻和電流強度)是不能混淆的。另外湯姆森還認識到可以轉化為機械功的熱能。作為熱力學過程不可逆性的一個量,用熵的概念他與魯道夫·克勞西烏斯(Rudolf·Claustus1822~1888)同時創立了熱力學第二定律,亦即所有的熱力機只能把它從一種熱材料取走的熱能的一部分轉換成機械功。這個熱能的剩餘部分又總是被散發給冷材料。
在電學領域按照他的名字命名的開爾文電流天平屬於最重要的發明。它可以確定機械力和電流強度之間的關係。電流天平特別在測量電流和檢定電流計中得到套用。值得一提的是他還研製了靜電伏特計,它能夠相當精確的測量當時最高大約10kV的電壓。此外湯姆森改進了許多測量方法並且發明了無數其他的測量儀器,比如說精確測定很小電阻的測量電橋,它現在被稱作為湯姆森測量電橋。湯姆森通過參與實現大不列顛和美國之間首次海底電纜連線名揚國外。他是這個項目的發起人之一,並計算了電纜。經海底電纜的第一次通話是1858年8月17日通過北大西洋從大不列顛通往美國。無可置疑,這項海底電纜的連線是19世紀最大的技術貢獻。遺憾的是,因為出現了故障,用這個電纜向大西洋另一方大約只通了700次話。跨越大西洋持續的通信直到1866年初才在兩洲之間建起,這項工作湯姆森同樣參與並起了決定性的作用。
威廉·湯姆森1882年被授予貴族稱號後被尊稱為拉格斯的開爾文勳爵。1907年12月17日死於蘇格蘭拉格斯附近的內斯霍爾(Netherhall),享年84歲。他的成就得到了承認,他是19世紀傑出的和受人尊敬的自然科學家。他把最後的長眠之處選在伊薩克·牛頓爵士(1643-1727)旁邊的威斯敏斯特爾教堂。
注釋:*焦爾-湯姆森效應:氣體經歷焦爾-湯姆森膨脹時溫度隨壓強的變化。
焦爾-湯姆森膨脹:流體通過多孔塞或部分開放的活門從高壓到低壓的不可逆絕熱膨脹。
攝氏溫度等於開氏溫度減273。比如100度就是開氏的373
1854年,英國物理學家開爾文指出,只要選定一個溫度固定——“水的三相點”,即水、冰、水蒸氣三相共存的溫度,溫度值就會完全可以確定下來,這是因為另一個固定點——“絕對零度”已經確定下來。把絕對零度到水的三相點溫度等分為273.16份,每一份就是1開氏度,這就是開氏溫標,用K表示。開始溫標的分度間隔和攝氏溫標的間隔是一致的。

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