קלווין
פעולות נוספות
קלווין (Kelvin) היא יחידת מידה לטמפרטורה, אחת מיחידות מערכת היחידות הבין-לאומית 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 K 0 או C° 273.15−. זוהי הטמפרטורה בה כל תנועה תרמית נעלמת, על פי התיאור האינטואיטיבי של התרמודינמיקה. על פי תיאור זה, לא ניתן לרדת מתחת לנקודת האפס, ואף לא להגיע אליה ממש. עם זאת, על פי הגדרת הטמפרטורה ניתן לעשות זאת, והאפשרות להגיע לטמפרטורה שלילית אף הודגמה.[1]
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 כ־C° 0, ולאחר ההבנה כי קיימת נקודת אפס מוחלט, חושב ערכה כ־C° 273.15−, בקירוב.
ב־1948 שונו קלות הגדרות הסולמות: הנקודה המשולשת של המים נבחרה להיות נקודת הייחוס של טמפרטורות תרמודינמיות, ונקודת הקיפאון של המים, C° 0, נקבעה ב־C° 0.01 מתחת לנקודה המשולשת. ב־1954 הוגדר הקלווין מחדש במדויק מתוך קביעה כי הטמפרטורה של הנקודה המשולשת של המים היא בדיוק K 273.16 (והאפס המוחלט הוא בדיוק K 0).
מאחר שהנקודה המשולשת של המים נקבעה שרירותית כ־C° 0.01, נובע כי ההפרש בין הסולמות הוא בדיוק 273.15.
כמו כן, מפני שישנו קשר בין טמפרטורה לבין אנרגיה, כאשר הטמפרטורה היא K 0, אין אנרגיה במערכת לאף מולקולה. כשם שיחידות טמפרטורה הן מדד לייצוג חום במערכת, גם יחידות של אנרגיה מסוגלות לייצג חום, בין יחידת האנרגיה המקובלת ביחידות הסטנדרטיות (SI) – הג'אול, ובין יחידת הקלווין ישנו יחס המרה קבוע (קשר ליניארי) שערכו הוא קבוע בולצמן. כיוון שטמפרטורה של חומר היא האנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקיו, ואנרגיה קינטית מוגדרת על ידי <math>E_{k}=\frac{1}{2}mv^2</math>, הרי שניתן למדוד את מהירות המולקולות בחומר באמצעות טמפרטורה.
דיאגרמת העברת מעלות עריכה
<timeline>ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-50 till:110 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-50
PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-40 color:lightline layer:back at:-20 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:20 color:lightline layer:back at:40 color:red layer:back at:60 color:lightline layer:back at:80 color:lightline layer:back at:100 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:סויזלצ °C
</timeline><timeline> ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:223 till:383 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:230 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:223 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:233.15 color:lightline layer:back at:253.15 color:lightline layer:back at:273.15 color:lightline layer:back at:293.15 color:lightline layer:back at:313.15 color:lightline layer:back at:333.15 color:lightline layer:back at:353.15 color:lightline layer:back at:373.15 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(25,15) text:ןיוולק K
</timeline><timeline> ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-58 till:230 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-58 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-40 color:lightline layer:back at:-4 color:lightline layer:back at:32 color:lightline layer:back at:68 color:lightline layer:back at:104 color:lightline layer:back at:140 color:lightline layer:back at:176 color:lightline layer:back at:212 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:טייהנרפ °F
</timeline><timeline> ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:402 till:690 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:410 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:402 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:419.7 color:lightline layer:back at:455.7 color:lightline layer:back at:491.7 color:lightline layer:back at:527.7 color:lightline layer:back at:563.7 color:lightline layer:back at:599.7 color:lightline layer:back at:635.7 color:lightline layer:back at:671.7 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:ןיקנר °Ra
</timeline><timeline>ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-18.75 till:65.25 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:5 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-18
PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-13.5 color:lightline layer:back at:-3 color:lightline layer:back at:7.5 color:lightline layer:back at:18 color:lightline layer:back at:28.5 color:lightline layer:back at:39 color:lightline layer:back at:49.5 color:lightline layer:back at:60 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:רמר °Rø
</timeline><timeline>ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-16.5 till:36.3 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:5 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-15
PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-13.2 color:lightline layer:back at:-6.6 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:6.6 color:lightline layer:back at:13.2 color:lightline layer:back at:19.8 color:lightline layer:back at:26.4 color:lightline layer:back at:33 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:ןוטוינ °N
</timeline><timeline>ImageSize = width:820 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-15 till:225 DateFormat = yyyy TimeAxis = orientation:horizontal order:reverse format:yyyy ScaleMajor = unit:year increment:15 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-15
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:0 color:lightline layer:back at:30 color:lightline layer:back at:60 color:lightline layer:back at:90 color:lightline layer:back at:120 color:lightline layer:back at:150 color:lightline layer:back at:180 color:lightline layer:back at:210 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:לילד °D
</timeline><timeline> ImageSize = width:820 height:100 PlotArea = left:80 right:15 bottom:70 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-40 till:88 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-30 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-40 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-32 color:lightline layer:back at:-16 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:16 color:lightline layer:back at:32 color:red layer:back at:48 color:lightline layer:back at:64 color:lightline layer:back at:80 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,60) text:רימואר °Ré fontsize:12 textcolor:red pos:(110,20) text:40 °C = 313.15 K = 104 °F = 563.67 °Ra = 28.5 °Rø = 13.2 °N = 90 °D = 32 °Ré
</timeline>
ראו גם עריכה
קישורים חיצוניים עריכה
- ערכה המדויק של יחידת מידה קלווין, באתר SI הרשמי
הערות שוליים עריכה
- ^ דר. משה נחמני, גז קוונטי בטמפרטורה מתחת לאפס המוחלט, באתר "הידען", 13 בינואר 2013
| יחידות מידה לטמפרטורה | |
|---|---|
|
| מערכת היחידות הבין-לאומית | ||
|---|---|---|
| יחידות בסיסיות | אמפר • מול • מטר • קילוגרם • קלווין • קנדלה • שנייה | |
| יחידות משנה | אוהם • בקרל • ג'ול • גריי • הנרי • הרץ • ואט • ובר • וולט • סיוורט • טסלה • לוקס • ניוטון • לומן • סטרדיאן • סימנס • פאראד • פסקל • קולון • קטל • רדיאן | |