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开氏温标

缩写/符号:

单位:

温度

Wordwide use:

开尔文在全球范围内使用,特别是在科学领域。它是国际单位制(SI)的一部分,是测量温度的基本单位。

开尔文经常与其他国际单位制单位一起使用,例如用帕斯卡表示压力,用焦耳表示能量。

定义:

开尔文基于摄氏温标,每度间隔相同。然而,开尔文刻度的起点是绝对零点,即-273.15摄氏度。开尔文在物理学、化学和宇宙学中非常有用。

使用开尔文的一个优点是没有负温度。这使得温度差和计算更加简单。

起源:

开尔文温标以苏格兰物理学家威廉·汤姆逊(开尔文勋爵)的名字命名,他在热力学以及热能和能量的研究方面做出了重要贡献。

开尔文勋爵对绝对零度的研究导致了这一刻度的发展。它基于温度与物质中粒子的平均动能成正比的理念。绝对零度是物质没有动能且所有分子运动停止的点。

开尔文温标几乎专门用于科学和工程领域,特别是在物理学、化学和热力学等领域。

常见参考:

绝对零度,0K

冰的熔点,273.15K

温暖的夏日,在温带气候中,295K

正常人体温度,310K

水在1大气压下的沸点,373.15K

Usage context:

开尔文是热力学和温度中使用的测量单位。

开尔文几乎专门用于物理、化学和宇宙学等科学和工程领域。

为什么开尔文值不能为负数?:

开尔文是温度的绝对测量单位,意味着它从绝对零度开始,这是我们宇宙中可能的最低温度。绝对零度是0开尔文(K)或-273.15摄氏度(°C)。开尔文温标基于物质中粒子的平均动能。

您不能有负的开尔文值,因为在0K时,粒子中没有动能,且处于可能的最低运动状态。系统不可能拥有低于零的能量。

开尔文温度为负意味着一个系统具有负热能,这违反了热力学原理。重要的是要记住,如摄氏度和华氏度等其他温标中也存在负温度。

为什么开尔文用K表示而不是°K?:

这个缩写K是基于开尔文是一个绝对温标,其中零开尔文(0K)是绝对零点。摄氏度和华氏度的零点是基于水的冰点和沸点而定的,是相对的,并且有度数关系,而开尔文刻度则是基于绝对热力学温度。

通过省略度数符号,它提醒我们开尔文不是相对测量,而是一个独立的测量单位。使用“K”而不是“°K”表示开尔文是作为国际单位制约定,以保留度数符号用于相对温度刻度。

在绝对零度(0K)时,理论上所有的分子运动都会停止。:

在绝对零度,0 开尔文(0K)或 -273.15 摄氏度,温度达到可能的最低点。在这个温度下,原子和分子的动能为零,导致它们完全停止运动。所有分子运动停止,物质变得静止。

在这里发生了几种令人惊奇的现象。由于没有分子运动,因此没有热能,这对物质的物理性质有重要影响。例如,材料变得非常脆弱,它们的电阻变为零。气体和液体冻结成固体。

科学家们从未将任何物体冷却到绝对零度。然而,他们能够观察到接近绝对零度时的效应。这提供了对物质行为的洞察,并促进了对超导体和玻色-爱因斯坦凝聚态的理解。