كلفن

كلفن
درجات الحرارة المكافئة بالكلفن (K)، والسيلسيوس (°C)، والفهرنهايت  (°F)
معلومات عامة
نظام الوحدةسي
وحدة مندرجة حرارة
رمزك
سميت على اسمويليام تومسون، البارون كلفن الأول
تعريف 2019ك ب1.380 649 × 10 −23 ج/ك
التحويلات
x  ك في ...... يتوافق مع ...
   درجة مئوية   ( x  − 273.15) درجة مئوية
   فهرنهايت   (1.8  ×  − 459.67) درجة فهرنهايت
   رانكين   1.8  ×  درجة را

كلفن (الرمز: K ) هو الوحدة الأساسية لدرجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات (SI). مقياس كلفن هو مقياس درجة حرارة مطلقة يبدأ من أدنى درجة حرارة ممكنة ( الصفر المطلق )، والتي تعتبر 0 كلفن . [1] [2] [3] [4] بحكم التعريف، فإن مقياس سيليزيوس (الرمز °C) ومقياس كلفن لهما نفس المقدار تمامًا؛ أي أن ارتفاع 1 كلفن يساوي ارتفاع 1 درجة مئوية والعكس صحيح، ويمكن تحويل أي درجة حرارة بالدرجات المئوية إلى كلفن بإضافة 273.15. [1] [5]

كان العالم البريطاني اللورد كلفن أول من طور واقترح المقياس في القرن التاسع عشر. [5] وغالبًا ما كان يُطلق عليه مقياس "الدرجة المئوية المطلقة" في أوائل القرن العشرين. [6] تمت إضافة كلفن رسميًا إلى النظام الدولي للوحدات في عام 1954، حيث تم تعريف 273.16 كلفن على أنها النقطة الثلاثية للماء . تمت إعادة تعريف مقاييس سيليزيوس وفهرنهايت ورانكين من حيث مقياس كلفن باستخدام هذا التعريف. [2] [7] [ 8] تحدد مراجعة عام 2019 للنظام الدولي للوحدات الآن كلفن من حيث الطاقة عن طريق ضبط ثابت بولتزمان على 1.380 649 × 10 −23  جول لكل كلفن؛ [2] كل تغيير في درجة الحرارة الديناميكية الحرارية بمقدار 1 كلفن يتوافق مع تغيير في الطاقة الحرارية بمقدار1.380 649 × 10 −23  جول .

تاريخ

السلائف

لقد وفر حمام الماء المثلج نقطة معايرة عملية لمقاييس الحرارة (كما هو موضح هنا بالدرجة المئوية) قبل أن يتم فهم الطبيعة الفيزيائية للحرارة بشكل جيد.

خلال القرن الثامن عشر، تم تطوير مقاييس متعددة لدرجة الحرارة ، [9] ولا سيما فهرنهايت والمئوية (لاحقًا مئوية). سبقت هذه المقاييس الكثير من العلوم الحديثة للديناميكا الحرارية ، بما في ذلك النظرية الذرية ونظرية الحركة للغازات التي تدعم مفهوم الصفر المطلق. وبدلاً من ذلك، اختاروا نقاطًا محددة ضمن نطاق الخبرة البشرية التي يمكن إعادة إنتاجها بسهولة وبدقة معقولة، لكنها تفتقر إلى أي أهمية عميقة في الفيزياء الحرارية. في حالة مقياس سيليزيوس (ومقياس نيوتن ومقياس ريومور اللذان توقفا عن العمل منذ فترة طويلة )، كانت نقطة انصهار الجليد بمثابة نقطة بداية، حيث تم تعريف سيليزيوس (من أربعينيات القرن الثامن عشر إلى أربعينيات القرن العشرين ) عن طريق معايرة مقياس حرارة بحيث:

يفترض هذا التعريف وجود مياه نقية عند ضغط محدد يتم اختياره لتقريب الضغط الجوي الطبيعي عند مستوى سطح البحر. وبالتالي، فإن الزيادة بمقدار 1 درجة مئوية تساوي1/100الفرق في درجة الحرارة بين نقطة الانصهار ونقطة الغليان . وقد تم استخدام نفس الفاصل الزمني لدرجة الحرارة لاحقًا لمقياس كلفن.

قانون شارل

من عام 1787 إلى عام 1802، تم تحديده من قبل جاك تشارلز (غير منشور)، وجون دالتون ، [10] [11] وجوزيف لويس جاي لوساك [12] أنه عند الضغط الثابت، تتمدد الغازات المثالية أو تنكمش حجمها خطيًا ( قانون تشارلز ) بحوالي 1/273 جزء لكل درجة مئوية من تغير درجة الحرارة لأعلى أو لأسفل، بين 0 درجة مئوية و100 درجة مئوية. اقترح استقراء هذا القانون أن الغاز المبرد إلى حوالي -273 درجة مئوية سيشغل حجمًا صفريًا.

اللورد كلفن

اللورد كلفن ، هو من يحمل اسم وحدة القياس.

المقياس المطلق الأول

في عام 1848، نشر ويليام طومسون، الذي لُقب لاحقًا باللورد كلفن ، ورقة بحثية بعنوان "على مقياس حراري مطلق" . [13] تبين أن المقياس المقترح في الورقة غير مرضٍ، لكن المبادئ والصيغ التي استند إليها المقياس كانت صحيحة. [14] على سبيل المثال، في حاشية سفلية، استنتج طومسون قيمة -273 درجة مئوية للصفر المطلق عن طريق حساب المعكوس السلبي لـ 0.00366 - معامل التمدد الحراري للغاز المثالي لكل درجة مئوية بالنسبة لنقطة الجليد. [15] تتفق هذه القيمة المشتقة مع القيمة المقبولة حاليًا -273.15 درجة مئوية، مما يسمح بالدقة وعدم اليقين المتضمنين في الحساب.

صُمم المقياس على أساس أن "وحدة الحرارة التي تنحدر من الجسم أ عند درجة الحرارة T ° لهذا المقياس، إلى الجسم ب عند درجة الحرارة ( T − 1) ° ، ستعطي نفس التأثير الميكانيكي، مهما كان الرقم T. " [16] على وجه التحديد، عبر تومسون عن مقدار العمل اللازم لإنتاج وحدة حرارة ( الكفاءة الحرارية ) على النحو التالي ، حيث هي درجة الحرارة بالدرجة المئوية، هي معامل التمدد الحراري، وكانت "دالة كارنو"، وهي كمية مستقلة عن المادة تعتمد على درجة الحرارة، [17] مستوحاة من نسخة قديمة من نظرية كارنو . [14] [18] يتم اشتقاق المقياس من خلال إيجاد تغير في متغيرات درجة الحرارة بحيث يتناسب مع .

مقياس حرارة يظهر درجة الحرارة بالكلفن والدرجات المئوية

عندما نشر تومسون ورقته في عام 1848، لم يأخذ في الاعتبار سوى القياسات التجريبية التي أجراها ريجنولت لـ . [19] وفي نفس العام، اقترح جيمس بريسكوت جول على تومسون أن الصيغة الحقيقية لدالة كارنو كانت [20] حيث "المكافئ الميكانيكي لوحدة الحرارة"، [21] والتي يشار إليها الآن باسم السعة الحرارية النوعية للماء، أي ما يقرب من 771.8 قدم رطل قوة لكل درجة فهرنهايت لكل رطل (4153 جول/كجم). [22] كان تومسون متشككًا في البداية بشأن انحرافات صيغة جول عن التجربة، قائلًا "أعتقد أنه سيتم الاعتراف عمومًا بأنه لا يمكن أن يكون هناك مثل هذا عدم الدقة في جزء ريجنولت من البيانات، ولا يبقى سوى عدم اليقين بشأن كثافة البخار المشبع". [23] أشار تومسون إلى صحة صيغة جول باسم " فرضية ماير "، نظرًا لأنها كانت أول من افترضها ماير. [24] رتب تومسون العديد من التجارب بالتنسيق مع جول، وخلص في النهاية بحلول عام 1854 إلى أن صيغة جول كانت صحيحة وأن تأثير درجة الحرارة على كثافة البخار المشبع كان مسؤولاً عن جميع التناقضات مع بيانات ريجنولت. [25] لذلك، من حيث مقياس كلفن الحديث ، يمكن التعبير عن المقياس الأول على النحو التالي: [18] تم اختيار معلمات المقياس بشكل تعسفي لتتزامن مع مقياس سيليزيوس عند 0 درجة و100 درجة مئوية أو 273 و373 كلفن (نقاط انصهار وغليان الماء). [26] على هذا المقياس، تتوافق الزيادة التي تبلغ حوالي 222 درجة مع مضاعفة درجة حرارة كلفن، بغض النظر عن درجة الحرارة الأولية، و"البرودة اللانهائية" ( الصفر المطلق ) لها قيمة عددية سالبة لا نهاية لها . [27]

المقياس المطلق الحديث

أدرك تومسون أنه باستخدام صيغة جول المقترحة لـ ، فإن العلاقة بين العمل والحرارة لمحرك ترموديناميكي مثالي كانت ببساطة الثابت . [28] في عام 1854، صاغ تومسون وجول مقياسًا مطلقًا ثانيًا كان أكثر عملية وملاءمة، متفقًا مع موازين الحرارة الجوية لمعظم الأغراض. [29] على وجه التحديد، "يجب أن يكون القياس العددي لدرجة الحرارة ببساطة المعادل الميكانيكي للوحدة الحرارية مقسومًا على دالة كارنو". [30]

لتوضيح هذا التعريف، ضع في اعتبارك محرك دورة كارنو القابل للعكس ، حيث هي كمية الطاقة الحرارية المنقولة إلى النظام، هي الحرارة التي تغادر النظام، هي العمل الذي يقوم به النظام ( هي درجة حرارة الخزان الساخن بالدرجة المئوية، و هي درجة حرارة الخزان البارد بالدرجة المئوية. تُعرف دالة كارنو بأنها ، ودرجة الحرارة المطلقة بأنها . يجد المرء العلاقة . بافتراض ، نحصل على المبدأ العام لمقياس درجة الحرارة الديناميكية الحرارية المطلقة لمحرك كارنو، . يمكن إظهار أن التعريف يتوافق مع درجة الحرارة الحرارية لقوانين الغاز المثالي . [31]

هذا التعريف في حد ذاته ليس كافيًا. حدد تومسون أن المقياس يجب أن يكون له خاصيتان: [32]

  • القيم المطلقة لدرجتي حرارة تتناسب مع بعضها البعض في نسبة الحرارة المأخوذة إلى الحرارة المنبعثة في محرك ترموديناميكي مثالي يعمل مع مصدر وثلاجة عند أعلى وأدنى درجات الحرارة على التوالي.
  • يُطلق على الفرق بين درجة تجمد الماء ودرجة غليانه تحت الضغط الجوي القياسي 100 درجة. (نفس الزيادة في مقياس سيليزيوس) وكانت أفضل تقديرات تومسون في ذلك الوقت هي أن درجة حرارة الماء المتجمد كانت 273.7 كلفن ودرجة حرارة الماء المغلي كانت 373.7 كلفن. [33]

ستتميز هاتان الخاصيتان في جميع الإصدارات المستقبلية لمقياس كلفن، على الرغم من أنه لم يكن معروفًا بهذا الاسم بعد. في العقود الأولى من القرن العشرين، كان مقياس كلفن يُطلق عليه غالبًا " مقياس سيليزيوس المطلق "، للإشارة إلى درجات سيليزيوس المحسوبة من الصفر المطلق بدلاً من نقطة تجمد الماء، واستخدام نفس الرمز لدرجات سيليزيوس العادية، °C. [6]

معيار النقاط الثلاثية

مخطط طور نموذجي . ينطبق الخط الأخضر المتصل على معظم المواد؛ ويوضح الخط الأخضر المتقطع السلوك الشاذ للماء. يمتد خط الغليان (الأزرق المتصل) من النقطة الثلاثية إلى النقطة الحرجة ، والتي بعد ذلك تؤدي الزيادات الإضافية في درجة الحرارة والضغط إلى إنتاج سائل فوق حرج .

في عام 1873، صاغ جيمس شقيق ويليام طومسون الأكبر مصطلح النقطة الثلاثية [34] لوصف مجموعة درجة الحرارة والضغط التي تكون عندها الطور الصلب والسائل والغازي لمادة ما قادرة على التعايش في حالة توازن ترموديناميكي . وبينما يمكن لأي طورين أن يتعايشا على طول مجموعة من مجموعات درجة الحرارة والضغط (على سبيل المثال، يمكن أن تتأثر نقطة غليان الماء بشكل كبير عن طريق رفع أو خفض الضغط)، فإن حالة النقطة الثلاثية لمادة معينة يمكن أن تحدث فقط عند ضغط واحد ودرجة حرارة واحدة فقط. وبحلول الأربعينيات من القرن العشرين، تم قياس النقطة الثلاثية للماء تجريبياً لتكون حوالي 0.6٪ من الضغط الجوي القياسي وقريبة جدًا من 0.01 درجة مئوية وفقًا للتعريف التاريخي لدرجة مئوية المستخدم آنذاك.

في عام 1948، تمت إعادة معايرة مقياس سيليزيوس من خلال تعيين درجة حرارة النقطة الثلاثية للماء بقيمة 0.01 درجة مئوية بالضبط [35] والسماح لنقطة الانصهار عند الضغط الجوي القياسي بأن يكون لها قيمة محددة تجريبياً (ونقطة الانصهار الفعلية عند الضغط المحيط أن يكون لها قيمة متقلبة ) قريبة من 0 درجة مئوية. وقد تم تبرير ذلك على أساس أن النقطة الثلاثية تم الحكم عليها بأنها تعطي درجة حرارة مرجعية يمكن إعادة إنتاجها بدقة أكبر من نقطة الانصهار. [36] يمكن قياس النقطة الثلاثية بدقة ±0.0001 درجة مئوية، بينما نقطة الانصهار فقط إلى ±0.001 درجة مئوية. [35]

في عام 1954، وبعد أن تم تحديد الصفر المطلق تجريبياً ليكون حوالي -273.15 درجة مئوية حسب تعريف درجة مئوية المستخدم آنذاك، قدم القرار 3 للمؤتمر العام العاشر للأوزان والمقاييس (CGPM) مقياس كلفن موحدًا دوليًا جديدًا والذي حدد النقطة الثلاثية على أنها بالضبط 273.15 + 0.01 = 273.16 درجة كلفن. [37] [38]

في عامي 1967/1968، أعادت القرار 3 من المؤتمر العام الثالث عشر للميكانيكيين الفيزيائيين تسمية الزيادة في وحدة درجة الحرارة الديناميكية الحرارية "كلفن"، الرمز K، لتحل محل "درجة كلفن"، الرمز °K. [39] [40] [41] كما قررت الدورة الثالثة عشرة للمؤتمر العام للميكانيكيين الفيزيائيين في القرار 4 أن "الكلفن، وحدة درجة الحرارة الديناميكية الحرارية، تساوي الكسر1/273.16" من درجة الحرارة الديناميكية الحرارية لنقطة الماء الثلاثية." [4] [42] [43]

بعد إعادة تعريف المتر عام 1983 ، أصبح كل من الكلفن والثانية والكيلوغرام وحدات النظام الدولي للوحدات الوحيدة التي لم يتم تعريفها بالإشارة إلى أي وحدة أخرى.

في عام 2005، لاحظت اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس (CIPM)، وهي لجنة تابعة لـ CGPM، أن النقطة الثلاثية يمكن أن تتأثر بنسبة النظائر بين الهيدروجين والأكسجين التي تشكل عينة من الماء وأن هذا "يعتبر الآن أحد المصادر الرئيسية للتباين الملحوظ بين تحقيقات مختلفة للنقطة الثلاثية للمياه"، وأكدت اللجنة أنه لأغراض تحديد درجة حرارة النقطة الثلاثية للمياه، فإن تعريف كلفن يشير إلى الماء الذي له التركيب النظيري المحدد لمياه المحيط المتوسطة القياسية في فيينا . [4] [44] [45]

إعادة تعريف 2019

تبعيات وحدات النظام الدولي للوحدات لعام 2019. أصبح كلفن (K) ثابتًا الآن من حيث ثابت بولتزمان ( k B ) والجول . لا يظهر الجول لأنه وحدة مشتقة يتم تحديدها بواسطة المتر (m) والثانية (s) والكيلوغرام (kg). يتم تحديد وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية هذه من خلال الثوابت العالمية لسرعة الضوء ( c ) وتردد انتقال السيزيوم-133 فائق الدقة ( Δ ν Cs ) وثابت بلانك ( h ). تتبع الأسهم السوداء التبعيات من هذه الثوابت إلى كلفن.

في عام 2005، بدأت اللجنة الدولية للمقاييس والمقاييس برنامجًا لإعادة تعريف كلفن (إلى جانب وحدات أساسية أخرى في النظام الدولي للوحدات ) باستخدام طريقة أكثر صرامة تجريبيًا. وعلى وجه الخصوص، اقترحت اللجنة إعادة تعريف كلفن بحيث يأخذ ثابت بولتزمان ( k B ) القيمة الدقيقة1.380 6505 × 10 −23  J/K . [46] كانت اللجنة تأمل أن يكتمل البرنامج في الوقت المناسب لاعتماده من قبل CGPM في اجتماعها لعام 2011، ولكن في اجتماع عام 2011 تم تأجيل القرار إلى اجتماع عام 2014 عندما سيتم اعتباره جزءًا من برنامج أكبر . [47] كان التحدي هو تجنب تدهور دقة القياسات القريبة من النقطة الثلاثية. تم تأجيل إعادة التعريف مرة أخرى في عام 2014، في انتظار قياسات أكثر دقة لثابت بولتزمان من حيث التعريف الحالي، [48] ولكن تم اعتماده أخيرًا في CGPM السادس والعشرين في أواخر عام 2018، بقيمة k B  = 1.380 649 × 10 −23  J⋅K −1 . [49] [46] [1] [2] [4] [50]

لأغراض علمية، تتمثل الميزة الرئيسية لإعادة التعريف في السماح بإجراء قياسات أكثر دقة عند درجات حرارة منخفضة للغاية وعالية للغاية، حيث تعتمد التقنيات المستخدمة على ثابت بولتزمان. كما أن الاستقلال عن أي مادة أو قياس معين هو ميزة فلسفية أيضًا. يعتمد كلفن الآن فقط على ثابت بولتزمان والثوابت العالمية (انظر مخطط تبعيات وحدات النظام الدولي للوحدات لعام 2019)، مما يسمح بالتعبير عن كلفن بالضبط على النحو التالي: [2]

1 كلفن =1.380 649 × 10 −23/(6.626 070 15 × 10 −34 )(9 192 631 770 ) ح Δ ν Cs/ك ب=13.806 49/6.091 102 297 113 866 55 ح Δ ν Cs/ك ب .

لأغراض عملية، لم يلاحظ أحد إعادة التعريف؛ فقد تم استخدام أرقام كافية لثابت بولتزمان لضمان أن 273.16 كلفن بها أرقام مهمة كافية لاحتواء عدم اليقين بشأن النقطة الثلاثية للماء [51] وأن الماء لا يزال يتجمد بشكل طبيعي عند 0 درجة مئوية [52] بدرجة عالية من الدقة. ولكن قبل إعادة التعريف، كانت النقطة الثلاثية للماء دقيقة وكان لثابت بولتزمان قيمة مقاسة تبلغ1.380 649 03 (51) × 10 −23  J/K ، مع عدم يقين معياري نسبي قدره3.7 × 10 −7 . [51] بعد ذلك، يصبح ثابت بولتزمان دقيقًا وينتقل عدم اليقين إلى النقطة الثلاثية للماء، والتي أصبحت الآن273.1600(1) ك . [أ]

دخل التعريف الجديد حيز التنفيذ رسميًا في 20 مايو 2019، وهو الذكرى السنوية الـ 144 لاتفاقية المتر . [50] [1] [2] [4]

الاستخدامات العملية

درجة حرارة اللون (يمين) لمصادر الضوء المختلفة (يسار)

درجة حرارة اللون

غالبًا ما يستخدم كلفن كمقياس لدرجة حرارة لون مصادر الضوء. تعتمد درجة حرارة اللون على مبدأ مفاده أن مشع الجسم الأسود يصدر ضوءًا بتوزيع ترددي مميز لدرجة حرارته. الأجسام السوداء عند درجات حرارة أقل من حواليتظهر درجات الحرارة 4000 كلفن باللون الأحمر، في حين أن درجات الحرارة أعلى من ذلك بحواليتظهر درجة حرارة اللون 7500 كلفن باللون الأزرق. تعتبر درجة حرارة اللون مهمة في مجالات عرض الصور والتصوير الفوتوغرافي، حيث تكون درجة حرارة اللون حواليتُعد درجة الحرارة المطلوبة 5600 كلفن مناسبة لمطابقة مستحلبات فيلم "ضوء النهار".

في علم الفلك ، يعتمد تصنيف النجوم ومكانها على مخطط هرتزبرونج-راسل ، جزئيًا، على درجة حرارة سطحها، والمعروفة باسم درجة الحرارة الفعالة . على سبيل المثال، تتمتع الغلاف الضوئي للشمس بدرجة حرارة فعالة تبلغ5772 كلفن [1][2][3][4] كما تم اعتماده في قرار الاتحاد الفلكي الدولي B3 لعام 2015.

غالبًا ما تستخدم الكاميرات الرقمية وبرامج التصوير الفوتوغرافي درجة حرارة اللون بوحدة K في قوائم التحرير والإعداد. والدليل البسيط هو أن درجة حرارة اللون الأعلى تنتج صورة ذات درجات لونية بيضاء وزرقاء محسنة. ويؤدي انخفاض درجة حرارة اللون إلى إنتاج صورة تهيمن عليها الألوان "الدافئة" المائلة إلى الحمرة .

كلفن كوحدة لدرجة حرارة الضوضاء

بالنسبة للإلكترونيات ، يستخدم كلفن كمؤشر لمدى ضوضاء الدائرة فيما يتعلق بمستوى الضوضاء النهائي ، أي درجة حرارة الضوضاء . ضوضاء جونسون-نايكويست للمقاومات (التي تنتج ضوضاء kTC مرتبطة عند دمجها مع المكثفات ) هي نوع من الضوضاء الحرارية المشتقة من ثابت بولتزمان ويمكن استخدامها لتحديد درجة حرارة ضوضاء الدائرة باستخدام صيغ فريس للضوضاء .

الوحدات المشتقة ومضاعفات النظام الدولي للوحدات

الوحدة الوحيدة المشتقة من النظام الدولي للوحدات والتي تحمل اسمًا خاصًا مشتقًا من كلفن هي الدرجة المئوية. ومثل وحدات النظام الدولي للوحدات الأخرى، يمكن أيضًا تعديل كلفن بإضافة بادئة مترية تضربها بقوة 10 :

مضاعفات النظام الدولي للوحدات للكلفن (K)
مضاعفات جزئية مضاعفات
قيمة رمز النظام الدولي للوحدات اسم قيمة رمز النظام الدولي للوحدات اسم
10 −1  ك دك ديسيكلفين 10 1  ك داك ديكاكلفين
10 −2  كلفن سي كيه سنتيكيلفن 10 2  ك هونج كونج هكتوكيلفن
10 −3  كلفن م ك ملي كلفن 10 3  ك ك ك كيلوكلفن
10 −6  كلفن ميكروك ميكروكلفن 10 6  ك إم كيه ميجا كلفن
10 −9  ك ن ك نانو كلفن 10 9  ك جي كي جيجاكلفين
10 −12  ك صك بيكوكيلفن 10 12  ك تي كيه تيراكلفين
10 −15  ك ف ك فيمتوكلفن 10 15  ك بي كيه بيتاكلفين
10 −18  ك ايه كيه أتوكلفين 10 18  ك إي كيه إكساكلفين
10 −21  كلفن زك زيبتوكيلفين 10 21  ك زد كيه زيتاكلفين
10 −24  كلفن ي ك يوكتوكيلفين 10 24  ك واي كيه يوتكلفين
10 −27  كلفن ر ك رونتوكيلفن 10 27  ك ر ك روناكلفين
10 −30  كلفن ك كويكتوكيلفن 10 30  ك كيو كيه كويتاكيلفين

الإملاء

وفقًا لاتفاقية النظام الدولي للوحدات، لا يُشار إلى كلفن ولا يُكتب على أنه درجة . لا تُكتب كلمة "كلفن" بحرف كبير عند استخدامها كوحدة. يمكن أن تكون في صيغة الجمع حسب الاقتضاء (على سبيل المثال، "درجة الحرارة بالخارج 283 كلفن"، كما هو الحال بالنسبة لـ "درجة الحرارة 50 درجة فهرنهايت" و"10 درجات مئوية"). [54] [5] [55] [56] رمز الوحدة K هو حرف كبير، [39] وفقًا لاتفاقية النظام الدولي للوحدات لكتابة رموز الوحدات المشتقة من اسم شخص بأحرف كبيرة. [57] من المعتاد كتابة كلفن بحرف كبير عند الإشارة إلى اللورد كلفن [5] أو مقياس كلفن. [58]

يتم ترميز رمز الوحدة K في Unicode عند نقطة الرمز U+212A K علامة كلفن . ومع ذلك، فإن هذا حرف توافقي تم توفيره للتوافق مع الترميزات القديمة. توصي معايير Unicode باستخدام U+004B K الحرف اللاتيني الكبير K بدلاً من ذلك؛ أي الحرف الكبير العادي K. "تم إعطاء ثلاثة رموز تشبه الحروف تكافؤًا قانونيًا للأحرف العادية: U+2126 Ω علامة أوم ، وU+212A K علامة كلفن ، و U+212B علامة أنجستروم . في جميع الحالات الثلاث، يجب استخدام الحرف العادي." [59]

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ يمكن حساب عدم اليقين المطلق على النحو التالي 273.16 ×3.7 × 10 −7  K ، والتي يمكن تقريبها إلى0.10 ميكروكلفن لجميع الأغراض العملية. [53]

مراجع

  1. ^ abcd BIPM (2019-05-20). "Mise en pratique for the definition of the kelvin in the SI". BIPM.org . تم الاسترجاع في 2022-02-18 .
  2. ^ abcdef "كتيب النظام الدولي للوحدات: النظام الدولي للوحدات (SI) – الإصدار التاسع (تم التحديث في عام 2022)". BIPM . تم الاسترجاع في 2022-09-07 .
  3. ^ "وحدة القياس الأساسية في النظام الدولي للوحدات: كلفن (K)". BIPM . تم الاسترجاع في 2022-03-05 .
  4. ^ abcde "نقطة تحول للإنسانية: إعادة تعريف نظام القياس العالمي". NIST . 2018-05-12 . تم الاسترجاع في 2022-02-21 .
  5. ^ abcd "Kelvin: Introduction". NIST . 2018-05-14 . تم الاسترجاع في 2022-09-02 .
  6. ^ من إصدارات موسوعة بريتانيكا في عشرينيات وخمسينيات القرن العشرين، المقال "الكواكب".
  7. ^ بنهام، إليزابيث (2020-10-06). "كسر الأساطير حول النظام المتري". المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . اتخاذ التدابير (المدونة الرسمية للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا) . تم الاسترجاع في 2022-02-21 .
  8. ^ "Handbook 44 – 2022 – Appendix C – General Tables of Units of Measurement" (PDF) . nist.gov . NIST . تم الاسترجاع في 2022-02-21 .
  9. ^ "Kelvin: History". NIST . 2018-05-14 . تم الاسترجاع في 2022-02-21 .
  10. ^ دالتون، جون (1801). "المقال الثاني. حول قوة البخار أو البخار من الماء والسوائل الأخرى المختلفة، سواء في الفراغ أو في الهواء". مذكرات الجمعية الأدبية والفلسفية في مانشستر . 5 الجزء 2: 550-574.
  11. ^ دالتون، جون (1801). "المقال الرابع. حول تمدد السوائل المرنة بالحرارة". مذكرات الجمعية الأدبية والفلسفية في مانشستر . المجلد 5، الجزء 2: 595-602.
  12. ^ جاي لوساك ، جوزيف لويس (1802) ، “Recherches sur la dilatation des gaz et des vapeurs”، Annales de Chimie ، XLIII : 137. الترجمة الانجليزية (مقتطف).
  13. ^ تومسون 1882، ص 100-106.
  14. ^ ab Magie, William Francis (1935). A Source Book In Physics. ص 237.
  15. ^ تومسون 1882، ص. 104: "إذا دفعنا مبدأ التدرج الصارم، المذكور أعلاه، إلى أبعد من ذلك بما فيه الكفاية، فيجب أن نصل إلى نقطة تتوافق مع انخفاض حجم الهواء إلى لا شيء، والتي سيتم تمييزها بـ -273 درجة من المقياس (-100/·366، إذا كان ·366 هو معامل التمدد)؛ وبالتالي فإن -273 درجة من مقياس حرارة الهواء هي نقطة لا يمكن الوصول إليها عند أي درجة حرارة محدودة، مهما كانت منخفضة."
  16. ^ تومسون 1882، ص 104.
  17. ^ تومسون 1882، ص 187.
  18. ^ ab Thomson 1882، ص 106.
  19. ^ تومسون 1882، ص 193.
  20. ^ تومسون 1882، ص 212.
  21. ^ تومسون 1882، ص 186.
  22. ^ تومسون 1882، ص 192.
  23. ^ تومسون 1882، ص 214-215.
  24. ^ تومسون 1882، ص 213.
  25. ^ تومسون 1882، ص 388.
  26. ^ تومسون 1882، ص 105: "النقطتان التعسفيتان اللتان تتطابقان على المقياسين هما 0 درجة و100 درجة"
  27. ^ Saslow, WM (2020-01-07). "تاريخ الديناميكا الحرارية: الدليل المفقود". Entropy . 22 (1). المعادلة (36). Bibcode :2020Entrp..22...77S. doi : 10.3390 /e22010077 . PMC 7516509. PMID  33285852. 
  28. ^ تومسون 1882، ص 190، الصيغة (7).
  29. ^ تومسون 1882، ص 106، 232-236.
  30. ^ تومسون 1882، ص 234.
  31. ^ وانج، لين-شو (2020). أطروحة عن الحرارة والطاقة . تشام: سبرينغر. ص. 77. ISBN 9783030057466.
  32. ^ تومسون 1882، ص 235.
  33. ^ تومسون 1882، ص 236.
  34. ^ تومسون، جيمس (1873). "تحقيق كمي لبعض العلاقات بين الحالات الغازية والسائلة والصلبة للمادة المائية". وقائع الجمعية الملكية بلندن . 22 : 28. رمز Bibcode :1873RSPS...22...27T. ISSN  0370-1662. وبالتالي فإن المنحنيات الثلاثة ستلتقي أو تتقاطع مع بعضها البعض في نقطة واحدة، والتي أسميتها النقطة الثلاثية .
  35. ^ ab Swinton, FL (سبتمبر 1967). "النقطة الثلاثية للمياه". مجلة التعليم الكيميائي . 44 (9): 541. Bibcode :1967JChEd..44..541S. doi :10.1021/ed044p541. ISSN  0021-9584.
  36. ^ "القرار رقم 3 للمؤتمر العام التاسع للمقاييس والموازين (1948)". BIPM . تم استرجاعه في 2022-02-21 .
  37. ^ "القرار رقم 3 للمؤتمر العام العاشر للمقاييس والموازين (1954)". BIPM . تم استرجاعه في 2022-02-21 .
  38. ^ "القرار 3: تعريف مقياس درجة الحرارة الديناميكية الحرارية". قرارات المؤتمر العام العاشر للمقاييس والموازين. المكتب الدولي للأوزان والمقاييس. 1954. مؤرشف من الأصل في 2007-06-23 . تم استرجاعه في 2008-02-06 .
  39. ^ ab "القرار رقم 3 من المؤتمر العام الثالث عشر للمقاييس والأوزان والمقاييس (1967)". BIPM . تم الاسترجاع في 2022-02-21 .
  40. ^ "القرار 3: وحدة النظام الدولي للوحدات لقياس درجة الحرارة الديناميكية الحرارية (كلفن)". قرارات المؤتمر العام الثالث عشر للمقاييس والأوزان. المكتب الدولي للأوزان والمقاييس. 1967. مؤرشف من الأصل في 2007-04-21 . تم استرجاعه في 2008-02-06 .
  41. ^ ويستفال ، فيلهلم هاينريش (1952). "Nox، Dunkelleuchtdicht، Skot". في ويستفال، فيلهلم هـ. (محرر). Physikalisches Wörterbuch (في المانيا) (1 ed.). برلين / غوتنغن / هايدلبرغ، ألمانيا: Springer-Verlag OHG . ص 125، 271، 389. دوى :10.1007 / 978-3-662-12706-3. رقم ISBN 978-3-662-12707-0. تم الاسترجاع 2023-03-16 . ص 271، 389: Dunkelleuchtdichte. […] Unter Zugrundelegung dieser Empfindlichkeitskurve hat man 1940 in Deutschland die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Skot (sk) so festgesetzt, daß bei einem Licht der Farbtemperatur 2360 ° K 1 sk = 10 −3  asb gilt. 1948 ist von der Internationalen Beleuchtungskommission (IBK) die Bezugstemperatur auf 2046 °K, die Erstarrungstemperatur des Platins , festgesetzt worden. لم يتم تسمية Bezeichnung Skot من IBK بشكل رسمي، لذلك تم تقديم كل "Skotopisches Stilb". Als höchstzulässiger Grenzwert für die Dunkelleuchtdichte is in Deutschland 10 Skot festgesetzt worden, um eine Verwendung der Dunkelleuchtdichte im Gebiet des Gemischten Zapfen - und Stäbchensehens zu vermeiden، dasem Bereich die photometrischen Wegen der allmähl ich gleitenden Augenempfindlichkeitskurve ihren Sinn verlieren. [...] Skot، abgek[ürzt] sk، Einheit für die Dunkelleuchtdichte، welche für zahlenmäßige Angaben and zum Anschluß der Dunkelleuchtdichte an die Normale Leuchtdichte 1940 von der Deutschen Lichttechnischen Gesellschaft  [de] geschaffen wurde. بالنسبة لهذه الوصلة، فإن درجة حرارة الجسم الأسود T =  2360 درجة كلفن، هي درجة حرارة درجة الحرارة T 1  = 2360 درجة كلفن. خط ضوئي واحد من Dunkelleuchtdichte 1 sk، عند قياس الضوء من خلال درجة حرارة Farbtemperatur T 2  = 2360 درجة كلفن و 10 −3  asb (Apostilb). Bei der Farbtemperatur T 1  = 2360 °K مذهب أيضًا يموت العلاقة: 1 sk = 10 −3  asb = 10 −7 /π sb.
  42. ^ "القرار رقم 4 للمؤتمر العام الثالث عشر للمقاييس والموازين (1967)". BIPM . تم استرجاعه في 2022-02-21 .
  43. ^ "القرار 4: تعريف وحدة النظام الدولي للمقاييس لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية (كلفن)". قرارات المؤتمر العام الثالث عشر للمقاييس والأوزان. المكتب الدولي للأوزان والمقاييس. 1967. مؤرشف من الأصل في 2007-06-15 . تم استرجاعه في 2008-02-06 .
  44. ^ "القرار رقم 10 من الاجتماع العام الثالث والعشرين للمقاييس والمواصفات (2007)". BIPM . تم استرجاعه في 2022-02-21 .
  45. ^ "وحدة درجة الحرارة الديناميكية الحرارية (كلفن)". كتيب SI، الطبعة الثامنة . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس. 1967. القسم 2.1.1.5. مؤرشف من الأصل في 2007-09-26 . تم الاسترجاع في 2008-02-06 .
  46. ^ ab Ian Mills (2010-09-29). "مسودة الفصل الثاني من كتيب النظام الدولي للوحدات، بعد إعادة تعريف الوحدات الأساسية" (PDF) . BIPM . CCU. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2011-01-10 . تم الاسترجاع في 2011-01-01 .
  47. ^ "المؤتمر العام للأوزان والمقاييس يوافق على إدخال تغييرات محتملة على النظام الدولي للوحدات، بما في ذلك إعادة تعريف الكيلوجرام" (PDF) (بيان صحفي). سيفر، فرنسا: المؤتمر العام للأوزان والمقاييس . 2011-10-23. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2012-02-09 . تم الاسترجاع في 2011-10-25 .
  48. ^ وود، ب. (3-4 نوفمبر 2014). "تقرير عن اجتماع مجموعة عمل كوداتا بشأن الثوابت الأساسية" (PDF) . BIPM . ص. 7. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-10-13. [مدير BIPM مارتن] رد ميلتون على سؤال حول ما سيحدث إذا ... صوتت CIPM أو CGPM بعدم المضي قدمًا في إعادة تعريف SI. أجاب أنه شعر أنه بحلول ذلك الوقت يجب اعتبار قرار المضي قدمًا بمثابة نتيجة محسومة مسبقًا.
  49. ^ "قيمة CODATA لعام 2022: ثابت بولتزمان". مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا بشأن الثوابت والوحدات وعدم اليقين . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . مايو 2024. تم الاسترجاع في 2024-05-18 .
  50. ^ "القرار رقم 1 من المؤتمر العام السادس والعشرين للمقاييس والمواصفات (2018)". BIPM . تم الاسترجاع في 2022-02-21 .
  51. ^ ab Newell, DB; Cabiati, F; Fischer, J; Fujii, K; Karshenboim, SG; Margolis, HS; de Mirandés, E; Mohr, PJ; Nez, F; Pachucki, K; Quinn, TJ; Taylor, BN; Wang, M; Wood, BM; Zhang, Z; et al. (مجموعة عمل لجنة البيانات للعلوم والتكنولوجيا (CODATA) المعنية بالثوابت الأساسية) (2018-01-29). "قيم CODATA 2017 لـ h وe وk وNA لمراجعة النظام الدولي للوحدات". Metrologia . 55 (1): L13–L16. Bibcode : 2018Metro..55L..13N . doi : 10.1088/1681-7575/aa950a .
  52. ^ "تحديث تعريف الكلفن" (PDF) . BIPM . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2008-11-23 . تم الاسترجاع في 2010-02-23 .
  53. ^ فيشر، ج. فيلموث، ب؛ جايزر، سي؛ زاندت، تي؛ بيتر ، إل. سباراسشي، ف؛ بليمر، دكتور في الطب؛ دي بوديستا، م؛ أندروود، ر. ساتون، ج. ماشين، جي؛ جافيوسو، آر إم؛ مادونا ريبا، د؛ ستور، جزء في المليون؛ تشو، ي. فنغ، XJ. تشانغ، J. مولدوفر، السيد؛ بنز، ليرة سورية. وايت، د. جيانفراني ، إل. كاستريللو، أ؛ موريتي، إل. داركيه، ب؛ مفرج، ه. دوسي، سي؛ بريودو، س؛ كوزلوفا، أو. ريسيغاري، إل؛ سيغوفيا، JJ. مارتن، MC. ديل كامبو ، د (2018/04/01). “مشروع بولتزمان”. علم القياس . 55 (2): R1 – R20. رمز الكتاب : 2018Metro..55R...1F. doi : 10.1088 /1681-7575/aaa790. PMC 6508687. PMID  31080297. 
  54. ^ "دليل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا للنظام الدولي للوحدات | الفصل 9: قواعد واتفاقيات الأسلوب لتهجئة أسماء الوحدات"، NIST SP 811 ، 2016-01-28، الوحدة المشتقة تكون عادة مفردة في اللغة الإنجليزية، على سبيل المثال، القيمة 3 م 2 ·ك/و تُكتب عادةً على أنها "ثلاثة أمتار مربعة كلفن لكل واط"، والقيمة 3 سم·م 2 /فولت تُكتب عادةً على أنها "ثلاثة كولومب متر مربع لكل فولت". ومع ذلك، قد تكون الوحدة "المفردة" في صيغة الجمع؛ على سبيل المثال، تُكتب القيمة 5 كيلو باسكال على أنها "خمسة كيلو باسكال"، على الرغم من أن "خمسة كيلو باسكال" مقبولة. إذا كان الرقم في مثل هذه الحالة من الوحدة المفردة أقل من واحد، تكون الوحدة دائمًا مفردة عند تهجئتها؛ على سبيل المثال، تُكتب 0.5 كيلو باسكال على أنها "خمسة أعشار كيلو باسكال".
  55. ^ "تعريف KELVIN". www.merriam-webster.com . تم الاسترجاع في 2023-08-21 .
  56. ^ دليل أسلوب اللغة الإنجليزية لـ CERN (PDF) . CERN . 2022. ص. 64.
  57. ^ "الكتابة باستخدام وحدات النظام المتري". المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . 2010-01-13.
  58. ^ برادي، جيمس إي.؛ سينيس، فريد (2008-01-28). دليل دراسة الكيمياء للطلاب: دراسة المادة وتغيراتها. جون وايلي وأولاده. ص. 15. رقم ISBN 978-0-470-18464-6.
  59. ^ "22.2". معيار يونيكود، الإصدار 8.0 (PDF) . ماونتن فيو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية: اتحاد يونيكود. أغسطس 2015. رقم ISBN 978-1-936213-10-8. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2016-12-06 . تم استرجاعه في 2015-09-06 .

فهرس

  • المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (2019). "كتيب النظام الدولي للوحدات (SI)" (PDF) . الطبعة التاسعة. اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس . تم الاسترجاع في 2022-04-28 .
  • تومسون، ويليام (اللورد كلفن) (1882). الأوراق الرياضية والفيزيائية: المجلد الأول. مطبعة جامعة كامبريدج.
  • تومسون، ويليام (أكتوبر 1848). "على مقياس حراري مطلق قائم على نظرية كارنو للقوة الدافعة للحرارة، ومحسوب من ملاحظات ريجنولت". zapatopi.net . المجلة الفلسفية. مؤرشف من الأصل في 2008-02-01 . تم الاسترجاع 2022-02-21 .
  • تومسون، ويليام (مارس 1851). "حول النظرية الديناميكية للحرارة، مع النتائج العددية المستنتجة من مكافئ السيد جول لوحدة حرارية، وملاحظات السيد ريجنولت على البخار". zapatopi.net . معاملات الجمعية الملكية في إدنبرة . تم الاسترجاع في 2024-05-05 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kelvin&oldid=1252949153"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate