Posted inFizika

Kelvin nima

Kelvin
К, K
Битермометр со шкалами, градуированными в градусах Цельсия (левая шкала) и кельвинах (правая шкала)
Ikki shkalali termometr: Selsiy graduslari (chapdagi shkala) va kelvinlar (o‘ngdagi shkala) bo‘yicha darajalangan
Kattalik harorat
Tizim SI
Turi asosiy birlik
Kimning sharafiga nomlangan Uilyam Tomson, 1-baron Kelvin
Логотип Викисклада Vikimedia omboridagi mediafayllar

Kelvin (ruscha belgilanishi: К; xalqaro belgilanishi: K) — termodinamik haroratning o‘lchov birligi bo‘lib, Xalqaro birliklar tizimi (SI)ning yettita asosiy birligidan biridir. U 1848-yilda taklif etilgan. Kelvin Boltsman doimiysining belgilangan qiymati yordamida ta’riflanadi: 1,380 649⋅10−23 J/K. 2018-yilgacha[401 kundan beri manba ko‘rsatilmagan] kelvin termodinamik haroratning 1 / 273,16 qismi sifatida belgilanardi. Bunda termodinamik harorat ning suv uchlamchi nuqtasidagi qiymati asos qilib olingan. Shkalaning boshlanishi mutlaq nolga (shkala bo‘yicha 0 K) to‘g‘ri keladi.

Quyidagiga aylantirish: Selsiy graduslari:

(suv uchlamchi nuqtasining harorati +0,01 °C).

Bu o‘lchov birligi ingliz fizigi Uilyam Tomson sharafiga nomlangan. Unga «Largs (Eyrshir) lordi Kelvin» unvoni berilgan. Bu unvon Kelvin daryosi nomidan olingan bo‘lib, mazkur daryo Glazgo universiteti hududidan oqib o‘tadi.

Dastlab, 1968-yilgacha kelvin rasman Kelvin gradusi deb atalgan.

Tarixi

1848

Uilyam Tomson (lord Kelvin)

Uilyam Tomson, keyinchalik lord Kelvin sifatida tanilgan olim, «Mutlaq termometrik shkala haqida» (inglizcha On an Absolute Thermometric Scale) asarida nol nuqtasi mumkin bo‘lgan eng past haroratga (mutlaq nolga) mos keladigan, bir bo‘linmasi esa bir Selsiy gradusiga teng bo‘lgan shkala zarurligini yozgan. Hozir bu mutlaq shkala Kelvinning termodinamik shkalasi deb ataladi. «Minus 273» qiymati gazning har bir Selsiy gradusiga kengayish koeffitsiyenti bo‘lgan 0,00366 ning teskari qiymatidan olingan.

1954

O‘lchovlar va tarozilar bo‘yicha X bosh konferensiyaning (CGPM) uchinchi rezolyutsiyasida Kelvin shkalasining zamonaviy ta’rifi belgilandi: suvning uchlamchi nuqtasi harorati ikkinchi tayanch nuqta sifatida olindi va uning qiymati aniq 273,16 kelvin (o‘sha davr atamasida «Kelvin gradusi») deb qabul qilindi.

1967/1968

O‘lchovlar va tarozilar bo‘yicha XIII bosh konferensiyaning uchinchi rezolyutsiyasiga muvofiq, termodinamik shkalaning o‘lchov birligi «kelvin» deb qayta nomlandi va uning belgisi «К» bo‘ldi (ilgari bu birlik «Kelvin gradusi» deb atalib, «°K» bilan belgilangan). Bundan tashqari, birlik qiymati aniqroq tarzda — suv uchlamchi nuqtasi haroratining 1 / 273,16 qismi sifatida belgilandi.

2005

Xalqaro harorat shkalasi — ITS‑90 matnining majburiy Texnik ilovasida Termometriya bo‘yicha maslahat qo‘mitasi suvning uchlamchi nuqtasi haroratini amalda hosil qilishda foydalaniladigan suvning izotop tarkibiga talablarni belgiladi. O‘lchovlar va tarozilar bo‘yicha xalqaro qo‘mita kelvin ta’rifi quyidagi nisbatlarda belgilangan izotop tarkibli suvga taalluqli ekanini tasdiqladi:

  • 0,000 155 760 mol 2H har bir mol 1Н,
  • 0,000 379 900 mol 17О har bir mol 16О,
  • 0,002 005 200 mol 18О har bir mol 16О uchun.

2018

26-marta o‘tkazilgan O‘lchovlar va tarozilar bo‘yicha bosh konferensiyada SI asosiy birliklarining ta’riflarini sezilarli darajada yangilash haqida rezolyutsiya qabul qilindi. Jumladan, kelvin Boltsman doimiysining 1,380649 × 10−23 J/K ga teng qiymati orqali qayta ta’riflandi.

Amalga oshirilgan qayta ta’riflash

Kelvinning eski ta’rifidagi kamchilik shundan iborat ediki, uni amalda qo‘llaganda kelvin birligining qiymati ishlatiladigan suvning tozaligi va izotop tarkibiga bog‘liq bo‘lib qolardi. Bu kamchilikni bartaraf etish maqsadida 17—21-oktabr, 2011-yil kunlarida bo‘lib o‘tgan XXIV CGPM rezolyutsiya qabul qildi. Unda, xususan, Xalqaro birliklar tizimining kelgusi tahririda kelvinning qiymatini Boltsman doimiysi qiymatiga bog‘lash orqali uni qayta ta’riflash taklif etildi. Bunda Boltsman doimiysining qiymati qat’iy belgilanishi, ya’ni aniq deb hisoblanishi nazarda tutilgan edi. Shu sababli XXIV CGPM rezolyutsiyasida kelvin haqida quyidagicha yozilgan:

Kelvin termodinamik harorat birligi bo‘lib qoladi; biroq uning qiymati Boltsman doimiysining son qiymatini aynan 1,380 6X⋅10−23 ga teng deb belgilash orqali aniqlanadi; bunda u SI birligi m2·kg·s−2·K−1 bilan ifodalanadi, bu esa J·K−1.

Shunday qilib, quyidagi aniq tenglik bajarila boshladi: k = 1,380 6X⋅10−23 J/K. Buning natijasida kelvin bir erkinlik darajasiga to‘g‘ri keladigan kT/2 energiyaning k/2 ga, ya’ni (1 / 2) × 1,380 6X⋅10−23 J ga o‘zgarishiga sabab bo‘ladigan harorat o‘zgarishiga teng bo‘ldi.

XXIV CGPM o‘z rezolyutsiyasida kelvin qayta ta’riflangandan so‘ng darhol suv uchlamchi nuqtasining harorati 273,16 K bo‘lib qolishini, biroq bu qiymat endi noaniqlikka ega bo‘lib, kelgusida tajriba yo‘li bilan aniqlanishini ham qayd etdi.

2014-yilda bo‘lib o‘tgan XXV CGPM kelvinning qayta ta’rifini ham o‘z ichiga olgan SI tizimining yangi tahririni tayyorlash ishlarini davom ettirishga qaror qildi. Mavjud Xalqaro birliklar tizimi (SI) tahririni yangilangan variantga almashtirish uchun ushbu ishni 2018-yilgacha yakunlash va o‘sha yili XXVI CGPMda taqdim etish rejalashtirildi.

Karrali va ulushli birliklar

Kelvinning o‘nlik karrali va ulushli birliklari SI risolasining (fransuzcha Brochure SI, inglizcha The SI Brochure) amaldagi rasmiy tahririga ko‘ra, O‘lchovlar va tarozilar xalqaro byurosi (BIPM) tomonidan nashr etilgan hujjatda bayon qilingan standart SI old qo‘shimchalari yordamida hosil qilinadi. Rossiya Federatsiyasi hukumati tomonidan qabul qilingan «Rossiya Federatsiyasida qo‘llashga ruxsat etilgan kattalik birliklari to‘g‘risidagi nizom»ga muvofiq, Rossiya Federatsiyasida ham shu old qo‘shimchalarning rus tiliga tarjima qilingan shakllari ishlatiladi.

Karrali birliklar Ulushli birliklar
qiymati nomi belgisi qiymati nomi belgisi
101 К dekakelvin даК daK 10−1 К detsikelvin дК dK
102 К gektokelvin гК hK 10−2 К santikelvin сК cK
103 К kilokelvin кК kK 10−3 К millikelvin мК mK
106 К megakelvin МК MK 10−6 К mikrokelvin мкК µK
109 К gigakelvin ГК GK 10−9 К nanokelvin нК nK
1012 К terakelvin ТК TK 10−12 К pikokelvin пК pK
1015 К petakelvin ПК PK 10−15 К femtokelvin фК fK
1018 К eksakelvin ЭК EK 10−18 К attokelvin аК aK
1021 К zettakelvin ЗК ZK 10−21 К zeptokelvin зК zK
1024 К yottakelvin ИК YK 10−24 К yoktokelvin иК yK
1027 К ronnakelvin РнК RK 10−27 К rontokelvin рнК rK
1030 К kvettakelvin КвК QK 10−30 К kvektokelvin квК qK
 foydalanish tavsiya etiladi  foydalanish tavsiya etilmaydi

Haroratlarni o‘zaro aylantirish diagrammasi

Rang harorati

Kelvin rang haroratini o‘lchashda ham qo‘llanadi. Rang harorati nurlanish intensivligining ma’lum yorug‘lik manbasida to‘lqin uzunligiga bog‘liq holda taqsimlanishini optik diapazonda tavsiflaydi. Rang harorati deb shunday haroratga aytiladiki, unda mutlaq qora jism o‘rganilayotgan nurlanish bilan bir xil rang tusida nurlanadi.

Turli yorug‘lik manbalarining rang haroratiga misollar:

  • 1500—2000 К — yonayotgan sham alangasining yorug‘ligi;
  • 2800 К — cho‘g‘lanma lampa (100 Vt, vakuumli lampa);
  • 3400 К — Quyosh ufqqa yaqin bo‘lganda;
  • 3500 К — lyuminessent lampa chiqaradigan oq yorug‘lik;
  • 6500 К — kunduzgi oq yorug‘likning, peshindagi Quyosh nuriga yaqin standart manbasi;
  • 9500 К — Quyosh chiqishidan oldin shimol tomondagi bulutsiz ko‘k osmon;
  • 20000 К — qutbiy kengliklardagi ko‘k osmon.

Unikod

Kelvin belgisi Unikodda «harflarga o‘xshash belgilar» diapazoniga kiradi va U+212A K kodi bilan ifodalanadi: KELVIN SIGN (HTML belgisi — K).

Havolalar