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Il mwbgkelvin (simbolo mwbwK, a volte erroneamente indicato con °K) è un'mwcaunità di misura della mwcqtemperatura che appartiene alle sette unità base del mwcgsistema internazionale di unità di misura.cite-ref-iupac-1-0[1]

• Definizione

• Storia

• Conversione tra le scale di temperature

• Esempi

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Nel 2018 la 26ª mwegConferenza generale dei pesi e delle misure ha modificato la definizione dell'unità di misura di temperatura riducendola alle unità di misura meccaniche del sistema internazionale (secondo, metro, chilogrammo)cite-ref-26-cgpm-res1-2-0[2], sfruttando il mwfwteorema di equipartizione dell'energia della mwgameccanica statistica. Un kelvin è la differenza di mwgqtemperatura termodinamica corrispondente a una differenza di mwggenergia termica pari a mwgw k B T {\displaystyle k_{B}T} , dove mwha k B {\displaystyle k_{B}} è il valore della mwhqcostante di Boltzmann in mwhgjoule/kelvin. Il valore della costante, che finora non era ancora stato misurato con sufficiente precisione e variava ancora leggermente da una conferenza all'altra, è finalmente considerabile sufficientemente stabile: la costante di Boltzmann ora per definizione corrisponde a mwhw 1 , 380649 × × 10 − − 23 J / K {\displaystyle 1,380649\times 10^{-23}J/K} .

La (ri-)definizione immediatamente precedente del kelvin era stata adottata nel 1954 dalla 10ª mwigmwiwConférence générale des poids et mesures, ed era di "mwja 1 273 , 16 {\displaystyle {\frac {1}{273,16}}} della mwjqtemperatura assoluta del mwjgpunto triplo dell'mwjwacqua".cite-ref-iupac-1-1[1]

1/273,16 E' CORRETTO! VEDI ANCHE http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/kelvin.html

Per "temperatura assoluta" si intende la mwlqdifferenza fra la temperatura indicata (in questo caso quella del mwlgpunto triplo dell'acqua: mwlw 0 , 01 o C {\displaystyle 0,01\mathrm {^{o}C} } ) e quella dello mwmazero assoluto mwmq ( − − 273 , 15 o C ) {\displaystyle (-273,15\mathrm {^{o}C} )} . Lo zero della scala kelvin è infatti lo zero assoluto: è una scala di temperatura assoluta, come la scala mwmgRankine, e non può presentare valori negativi.

Per capire il livello di precisione richiesto nella definizione di una unità di misura, nel suo meeting del 2005 il mwnaComité International des Poids et Mesures ha aggiunto la seguente precisazione alla definizione di kelvin indicata sopra:

"Questa definizione si riferisce ad acqua avente una composizione isotopica definita esattamente dai seguenti rapporti di sostanze:

• mwoq 0 , 00015576 {\displaystyle 0,00015576} mwogmoli di mwow H 2 {\displaystyle {\ce {^{2}H}}} per mole di mwpa H 1 {\displaystyle {\ce {^{1}H}}} ,

• mwpg 0 , 0003799 {\displaystyle 0,0003799} moli di mwpw O 17 {\displaystyle {\ce {^{17}O}}} per mole di mwqa O 16 {\displaystyle {\ce {^{16}O}}} , e

• mwqg 0 , 0020052 {\displaystyle 0,0020052} moli di mwqw O 18 {\displaystyle {\ce {^{18}O}}} per mole di mwra O 16 {\displaystyle {\ce {^{16}O}}} ".cite-ref-3[3]

Questo perché variazioni nelle concentrazioni (minime, come si vede dalla precisazione) di mwsgisotopi dell'mwswidrogeno mwta ( H ) {\displaystyle (\mathrm {H} )} e dell'mwtqossigeno mwtg ( O ) {\displaystyle (\mathrm {O} )} nell'acqua comportano variazioni nella temperatura del suo punto triplo che non sono tollerabili oggi nella definizione di questa unità di temperatura.

Questa unità di misura prende il nome dal fisico e ingegnere irlandese mwuaWilliam Thomson, nominato mwuqbarone con il nome di Lord Kelvin. Egli propose per primo questa definizione nel 1848, partendo dalla considerazione termodinamica che esiste una temperatura minima assoluta, lo zero assoluto. Per praticità è stata però mantenuta invariata, rispetto alla preesistente scala mwugCelsius, la dimensione di una unità mwuw ( Δ Δ 1 K ≡ ≡ Δ Δ 1 o C ) {\displaystyle (\Delta 1\mathrm {K} \equiv \Delta 1{\mathrm {^{o}C} })} : in questo modo, nelle scale Celsius e kelvin, le differenze tra temperature sono numericamente uguali.

| Conversione da | a | Formula |

|---|---|---|

| kelvin | grado Celsius | T ( o C ) = T ( K ) − 273 , 15 {\displaystyle T_{({\mathrm {^{o}C} })}=T_{(K)}-273,15} |

| grado Celsius | kelvin | T ( K ) = T ( o C ) + 273 , 15 {\displaystyle T_{(K)}=T_{(\mathrm {^{o}C} )}+273,15} |

| kelvin | grado Fahrenheit | T ( o F ) = ( T ( K ) ⋅ 1 , 8 ) − 459 , 67 {\displaystyle T_{(\mathrm {^{o}F} )}=(T_{(K)}\cdot 1,8)-459,67} |

| grado Fahrenheit | kelvin | T ( K ) = T ( o F ) + 459 , 67 1 , 8 {\displaystyle T_{(K)}={\frac {T_{(\mathrm {^{o}F} )}+459,67}{1,8}}} |

Mentre la scala Celsius è pratica dal punto di vista umano, in quanto si basa sulla temperatura di fusione del ghiaccio e di ebollizione dell'acqua (che sono temperature di cui si ha quotidianamente esperienza diretta), quella kelvin è più rigorosa (prende atto esplicitamente della presenza di un minimo assoluto di temperatura) e si presta a essere usata come unità di misura facilmente riproducibile. La temperatura del punto triplo dell'acqua è infatti una quantità auto-consistente, che non richiede altre definizioni (o quasi, si veda sotto), mentre la temperatura di fusione e di ebollizione richiedono di specificare le mwcqcondizioni normali (specialmente di mwcgpressione) a cui avviene il passaggio di stato.

La scala kelvin, avendo per zero lo zero assoluto, è a volte detta mwdascala assoluta (infatti non può esistere nessuna temperatura più bassa di mwdq − − 273 , 15 o C {\displaystyle -273,15\mathrm {\ ^{o}C} } ). La scala di temperatura Celsius e il grado Celsius sono comunque accettati, ma come unità derivata, e sono definiti rispetto al kelvin.

Nella tredicesima Conferenza generale dei pesi e delle misure si è deciso di abbandonare il termine "grado" per riferirsi alla scala kelvin e corrispondentemente il simbolo mwdw ∘ ∘ {\displaystyle ^{\circ }} , che invece rimane per le scale Fahrenheit mwea ( o F ) {\displaystyle (\mathrm {^{o}F} )} e Celsius mweq ( o C ) {\displaystyle (\mathrm {^{o}C} )} .

Altre scale di temperatura sono: mwewNewton (ca. 1700), mwfaRømer (1701), Fahrenheit (1724), mwfqRéaumur (1732), mwfgDelisle o de Lisle (1738), Celsius (1742), Rankine (1859) e mwfwLeyden (circa 1894?).

In mwgqItalia la scala termodinamica delle temperature è attuata mediante i campioni dell'ex mwggIstituto di metrologia Gustavo Colonnetti del mwgwCNR, a mwhaTorino, facente ora parte del nuovo mwhqIstituto nazionale di ricerca metrologica (INRiM).

A differenza della maggior parte delle conversioni tra diverse unità di misura delle grandezze fisiche, per le quali è sufficiente moltiplicare o dividere per un certo fattore, le conversioni tra mwiadiverse scale di temperature possono coinvolgere sia un termine che va sommato o sottratto sia un fattore moltiplicativo; questo deriva dal fatto che le diverse scale di temperature definiscono uno "zero" differente. Il sistema di misurazione mwiqkelvin fa inoltre riferimento a un particolare "zero", che è lo zero assoluto, e corrisponde alla più bassa temperatura che teoricamente si possa ottenere in qualsiasi sistema macroscopico. Questo fa sì che la temperatura misurata in "kelvin" sia detta mwigtemperatura assoluta; per lo stesso motivo non si antepone al simbolo del kelvin mwiw ( K ) {\displaystyle (K)} il simbolo di grado mwja ( o ) {\displaystyle (\mathrm {^{o}} )} , che invece viene anteposto ai simboli delle scale Celsius mwjq ( o C ) {\displaystyle (\mathrm {^{o}C} )} e Fahrenheit mwjg ( o F ) {\displaystyle (\mathrm {^{o}F} )} .

Anche se la scala Celsius e la scala Kelvin hanno dei riferimenti differenti, i valori degli intervalli di temperatura (cioè le differenze di temperatura) misurati con le due scale coincidono. Questo vuol dire che, mentre una temperatura mwka T {\displaystyle T} di mwkq 25 , 00 o C {\displaystyle 25,00\mathrm {^{o}C} } corrisponde a mwkg 298 , 15 K {\displaystyle 298,15\mathrm {K} } , una differenza di temperatura mwkw Δ Δ T {\displaystyle \Delta T} di mwla 25 , 00 o C {\displaystyle 25,00\mathrm {^{o}C} } corrisponde esattamente a mwlq 25 , 00 K {\displaystyle 25,00\mathrm {K} } .

Il mwmapunto di fusione del ghiaccio corrisponde a una temperatura di mwmq 0 o C {\displaystyle 0\mathrm {^{o}C} } . Per convertire questo valore in kelvin, bisogna sommare a questo valore mwmg 273 , 15 {\displaystyle 273,15} , per cui:

mwnq 0 o C = ( 0 + 273 , 15 ) K = 273 , 15 K {\displaystyle 0\mathrm {^{o}C} =(0+273,15)\mathrm {\ K} =273,15\mathrm {\ K} }

La mwnwdifferenza di temperatura di mwoa 0 o C {\displaystyle 0\mathrm {^{o}C} } corrisponde invece a una mwoqtrasformazione isoterma (cioè a temperatura costante), e in kelvin corrisponde a una differenza di temperatura di mwog 0 K {\displaystyle 0\mathrm {K} } .

Per convertire in gradi Celsius una temperatura espressa in kelvin bisogna invece sottrarre il valore di mwpa 273 , 15 {\displaystyle 273,15} . Per esempio, una temperatura di mwpq 6000 K {\displaystyle 6000\mathrm {K} } corrisponde a:

mwqa 6000 K = ( 6000 , 00 − − 273 , 15 ) o C = 5726 , 85 o C {\displaystyle 6000\mathrm {K} =(6000,00-273,15)\mathrm {^{o}C} =5726,85\mathrm {^{o}C} }

Si nota quindi che il valore della temperatura espressa in kelvin è sempre maggiore del valore della stessa temperatura espressa in gradi Celsius.

In analogia all'esempio precedente, la temperatura di mwqw 6000 , 00 o C {\displaystyle 6000,00\mathrm {^{o}C} } è pari a mwra 6273 , 15 K {\displaystyle 6273,15\mathrm {K} } .

Da questi esempi risulta chiaro che bisogna prestare particolare attenzione durante la conversione al fatto che la quantità che si intende convertire sia un singolo valore di mwrgtemperatura (per esempio la mwrwtemperatura corporea a un dato istante o la temperatura di un determinato punto di una stanza in un determinato momento) oppure una mwsadifferenza di temperatura (per esempio l'mwsqescursione termica in un determinato luogo tra giorno e notte o la differenza di temperatura tra due punti nello spazio), in quanto, come già detto, le differenze di temperatura sono uguali in entrambe le scale, mentre i singoli valori sono differenti.

Dato che il valore unitario di kelvin e gradi Celsius è il medesimo, occorre anche tener presente il numero di mwswcifre significative del valore che si intende convertire. Se si dichiara, ad esempio, che la mwtatemperatura di colore (della mwtqfotosfera) della stella mwtgSaiph è di circa mwtw 26000 K {\displaystyle 26000\mathrm {K} } , solo le prime due cifre sono significative ed è quindi corretto affermare che tale temperatura è pari a mwua 26000 o C {\displaystyle 26000\mathrm {^{o}C} } (mentre se invece si considerano significative tutte le cifre mwuq 26000 o C {\displaystyle 26000\mathrm {^{o}C} } corrispondono a mwug 26273 , 15 K {\displaystyle 26273,15\mathrm {K} } e mwuw 26000 K {\displaystyle 26000\mathrm {K} } corrispondono a mwva 25726 , 85 o C {\displaystyle 25726,85\mathrm {^{o}C} } ).

cite-note-iupac-11. ↑ mwxq(mwxgmwxwEN) mwyamwyqIUPAC Gold Book, "kelvin", su mwyggoldbook.iupac.org.

cite-note-26-cgpm-res1-22. ↑ mwzg(mwzwmw0aEN) mw0qmw0gBIPM - Resolution 1 of the 26th CGPM, su mw0wbipm.org. mw1aURL consultato il 22 marzo 2019 mw1q(archiviato dall'mw1gurl originale il 4 febbraio 2021).

cite-note-33. ↑ mw2gmw2wmw3aBIPM - kelvin, su mw3qbipm.org.

• mw4qTemperatura

• mw4wZero assoluto

• mw5qLord Kelvin

• mw5wTemperatura assoluta

• mw6qTemperatura di colore

Altri progetti

• Wikizionario

• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «kelvin»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su kelvin

• mw7g(EN, FR) Sito del Bureau international des poids et mesures, su bipm.org.

• mw8aIstituto Nazionale di Ricerca Metrologica, su inrim.it (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2007).

• mw8gIstituto di Metrologia Gustavo Colonnetti, su imgc.cnr.it.