Cronologia Kelvin

L'unità kelvin è stata progettata in modo che una modifica di $ 1 \ \ text {K} $ corrisponda a una modifica di $ 1 \ ^ \ circ \ text {C} $ . Questo ha senso perché all'epoca le persone lavoravano in Celsius. Kelvin si è appena reso conto che la scala Celsius non poteva scendere arbitrariamente negativa. Si è fermato a $ - 273.15 \ ^ \ circ \ text {C} $ .

L'idea era di creare una nuova scala, la scala Kelvin che ha le stesse gradazioni della scala Celsius (per compatibilità con la scala esistente) ma con la proprietà che $ 0 \ \ text {K} $ corrisponde a questa temperatura $ - 273.15 \ ^ \ circ \ text {C} $ speciale. In altre parole, non è una coincidenza ma piuttosto il kelvin è stato storicamente definito in modo che le due scale avessero la stessa gradazione.

C'è un po 'di confusione riguardo al punto triplo dell'acqua ( $ 273.16 \ \ text {K} $ o $ 0,01 \ ^ \ circ \ text {C} $ ) e il punto di congelamento dell'acqua a pressione standard ( $ 273,15 \ \ text {K} $ o $ 0,00 \ ^ \ circ \ text {C} $ ). Permettimi di chiarire.

La scala Celsius, o centigrado, è stata storicamente definita come segue. $ 0 \ ^ \ circ \ text {C} $ è stata definita come la temperatura (misurata, ad esempio, da un termometro a mercurio) alla quale l'acqua (alla pressione atmosferica standard : $ 101 \, 325 \ \ text {Pa} $ ) si blocca. $ 100 \ ^ \ circ \ text {C} $ è stata scelta come la temperatura (a pressione standard) alla quale l'acqua bolle. Quindi un grado Celsius è una gradazione di temperatura (misurata da un termometro a mercurio, ad esempio) equivalente $ \ frac {1} {100} $ della differenza di temperatura tra i punti di congelamento e di ebollizione dell'acqua a pressione normale.

Già nel $ 17 ^ {\ text {th}} $ secolo gli scienziati iniziarono a capire che la scala Celsius non diventa infinitamente negativo. In effetti, il valore in cui si fermerebbe la scala Celsius potrebbe essere calcolato e misurato e si è scoperto che si trova a circa $ - 273 \ ^ \ circ \ text {C} $ span >. Mi sembra che un ulteriore perfezionamento degli esperimenti di laboratorio abbia rilevato che la temperatura è $ - 273.15 \ ^ \ circ \ text {C} $ . Cioè se sei partito dal punto di congelamento dell'acqua $ (0 \ ^ \ circ \ text {C}) $ e sei sceso di $ 273,15 $ delle gradazioni sopra descritte, raggiungeresti lo zero assoluto.

Ok, non abbiamo ancora definito rigorosamente il kelvin. Nel 1967 si volevano dare buone definizioni alle unità. Il punto di congelamento dell'acqua era un cattivo punto di riferimento fisico perché dipendeva dalla pressione atmosferica dell'acqua. Ma la pressione varia con il tempo e l'altitudine sulla Terra, quindi laboratori diversi potrebbero calibrare i loro termometri in modo diverso in base a questa metrica. Tuttavia, la temperatura del punto triplo dell'acqua non è ambigua (almeno per quanto riguarda la pressione) perché si verifica solo quando la pressione è al valore giusto. Il punto triplo dell'acqua si trova a $ 0.01 \ ^ \ circ \ text {C} $ . Così, nel 1967 fu deciso di definire il kelvin come $ \ frac {1} {273.16} $ della temperatura del punto triplo dell'acqua. Questo imposta 1) $ 0 \ \ text {K} $ come zero assoluto come desiderato, 2) assicura che le gradazioni di Kelvin siano riferite a una quantità di riferimento fisica decente e 3 ) ha l'effetto che le gradazioni della scala Kelvin sono esattamente le stesse delle gradazioni della scala Celsius.

Lascio qui la risposta per ora. Vedi A Peruzzi 2018 J. Phys .: Conf. Ser. 1065 12011: Sulla ridefinizione del kelvin per i dettagli sulla ridefinizione del kelvin entrata in vigore il mese scorso.

Anche i Kelvin non sono poi così naturali;o meglio, sono arbitrarie quanto Celsius.Hai bisogno di un'altra quantità arbitraria, la costante di Boltzmann, per far funzionare l'unità di temperatura con le altre unità fisiche.