30 градусов по цельсию в кельвинах. Что такое кельвины в освещении и как они измеряются

Инструкция

Кельвин, ранее именовавшийся градусом Кельвина, является одной из семи основных единиц измерения, принятых в системе СИ. Он заглавной буквой К. В системе градусов по Кельвину отсчет начинается от точки абсолютного нуля, соответствующей минус 273,15 градусам по Цельсию. Кельвин представляет собой 1/273,15 часть термодинамической температуры тройной точки воды, в настоящее время Международный комитет мер и весов работает над изменением этого определения, которое представляется слишком сложным для восприятия. В скором времени Кельвин будет принято выражать через и постоянную Больцмана.

Чтобы оценить правильность перевода температуры из градусов Фаренгейта Цельсия , ориентируйтесь на следующие типичные показатели:+32 °F - точка таяния льда;+212 °F - воды;+100 °F - температура человеческого тела.На то, что +100 °F согласно формуле соответствует +37,78 ºС не обращайте особого внимания – просто жена Фаренгейта оказалась слишком горячей …

Чтобы не запутаться в расчетах, воспользуйтесь для перевода температуры в градусы Цельсия многочисленными он-лайн сервисами, например: www.convertr.ru или http://2mb.ru/konverter-velichin/temperatura/. Выберите наименование физической величины (температура), укажите заданную единицу измерения и введите числовое значение. Существенным преимуществом он-лайн сервисов является не только удобство и скорость расчета, но и возможность перевести в градусы Цельсия температуру, заданную по экзотическим температурным шкалам. Таким, которые в настоящее время практически не используются: Реомюра, Ранкина, Ньютона, Делиля, Рёмера.

Видео по теме

Температурой называют среднюю кинетическую энергию частиц системы, находящейся в термодинамическом равновесии. Из этого следует, что температура должна измеряться в энергетических единицах, включенных в систему СИ в Джоулях. Но, исторически сложилось, что температуру стали измерять задолго до появления молекулярно-кинетической теории и в практике применяют условные единицы – градусы. В международной системе СИ единицей измерения термодинамической температуры тела является Кельвин (К), являющийся одной из семи основных единиц системы. Однако на практике чаще всего температура измеряется Цельсия.

Инструкция

По шкале Кельвина отсчет температуры ведется от абсолютного нуля – состояние, в котором полностью отсутствуют тепловые , один градус шкалы равен 1/273,15 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды. Тройная воды – это состояние, в котором лед, вода и водяной пар находятся в равновесии. Понятие абсолютной температуры ввел У. Томсон (Кельвин), поэтому данная шкала по его имени.

В составе производных величин СИ для температуры Цельсия. Шкала Цельсия была предложена в 1742 году шведским ученым А. Цельсием и часто применяется на практике. Данная шкала привязана к основным характеристикам воды – температуре таяния льда (0 °С) и температуре кипения (100 °С). Данная шкала удобна потому, что большинство процессов происходит именно в этом диапазоне . Фактически температуры кипения и замерзания воды определены недостаточно точно, поэтому шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина . Абсолютный ноль при этом определен как 0 К, что равняется равно 273,15 °С.

Источники:

• как перевести градусы в кельвины

В мире существует три основных шкалы измерения температуры: шкала , шкала Фаренгейта и шкала Кельвина. Шкалой Кельвина пользуются в основном учёные. В большинстве стран для измерения температуры используют шкалу Цельсия. За ноль в шкале Цельсия принята температура замерзания воды, а за 100 градусов - температура кипения воды. Эту шкалу применяют в медицине, технике, метеорологии, в быту. В Англии, США и некоторых других англоязычных странах используется шкала Фаренгейта.

Инструкция

Один градус Фаренгейта равен 1/180 части разности кипения воды и таяния льда. Для температуру из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия, необходимо из по Фаренгейту вычесть 32 и полученное на 1,8. C=(F-32) / 1,8. С - по Цельсию, F - температура в Фаренгейта. Приведём некоторые соответствия.
1. 0 градусов по Фаренгейту соответствует -17,8 градусов Цельсия,
2. 32 градуса Фаренгейта соответствуют 0 градусов Цельсия,
3. 212 градусов Фаренгейта соответствуют 100 градусам Цельсия,
4. Температура тела здорового составляет 36,6 градусов Цельсия или 98,2 градуса Фаренгейта.

Для того чтобы перевести температуру из градусов Фаренгейта в градусы Кельвина, необходимо прибавить к температуре по фаренгейту 459 и полученное значение разделить на 1,8. К=(F ? 32) / 1,8. К? температура по Кельвину. Следует отметить, что ноль градусов Кельвина температурой абсолютного нуля. Абсолютный ноль по Кельвину - это минимальная температура, которая может существовать. Эта температура соответствует -271,15 градусам Цельсия или -459,67 градусам Фаренгейта.

Видео по теме

Обратите внимание

Температура абсолютного нуля. -459,67°. -273,15°. При переводе из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия из исходной цифры вычитают 32 и умножают на 5/9.

Полезный совет

Абсолютный ноль, температура, при которой термодинамическая система обладает самой низкой энергией, 0 Келвинов (K). По шкале Цельсия температура абсолютного ноля соответствует -273,15°C , по шкале Фаренгейта - -459,67°F. Эта температура является самой низкой, теоретически достижимой системой. Газ при постоянном снижении температуры занимает меньший объем.

Источники:

• Что такое Шкала Фаренгейта.

Для того чтобы перевести единицы температуры из ов Цельсия в Кельвины , снимите данные с термометра и к полученному показателю в градусах Цельсия прибавьте число 273,15.

Вам понадобится

• термометр, измеряющий в широком диапазоне, проградуированный в градусах Цельсия.

Инструкция

Возьмите термометр любой системы и поместите его датчик (это может быть пузырек с жидкостью, баллончик с газом, биметаллическая пластина, термопара и т.д.) в ту точку , где необходимо измерить температуру теплового процесса. Например, для того чтобы измерить температуру воды обычным жидкостным термометром, поместите пузырек термометра, в котором находится подкрашенный или ртуть, непосредственно в воду. То же самое и с газом или твердым телом. Определите текущее значение температуры по показаниям стрелки на шкале, уровню подъема в трубке или считайте цифровые показания на экране электронного термометра.

При измерении температуры нужно обязательно соблюдать безопасности, чтобы не травму. Помещайте датчик в точку, где , очень аккуратно, чтобы не обжечься. То же правило действует при измерении сверхнизких температур. Очень важно следить за целостностью датчика, особенно в ртутных термометрах. Если пузырек с ртутью треснул, измерения нужно немедленно прекратить, а термометр - утилизировать.

Видео по теме

Обратите внимание

Поскольку температура 0 Кельвина достигается в том случае, когда в веществе полностью прекращается тепловое движение (не двигаются не только атомы и молекулы, но и электроны в атомах), данная температура называется абсолютным нулем, ниже которого температура не опускается. Это значит, что если в результате расчетов получилось значение в Кельвинах, которое меньше нуля – измерение или расчет сделаны неверно. Повторно измерьте температуру и переведите ее в Кельвины - результат должен стать положительным.

Измерение величин в ах, минутах и секундах чаще всего используется для обозначения географических или астрономических координат. Как и при измерении времени, каждая угловая минута содержит 60 секунд, а в градус вмещается 60 минут. Эта шестидесятеричная система исчисления сохраняется со времен древнего Вавилона. Но в современных системах стандартизации, включая используемую в России СИ, применяется десятичное исчисление, поэтому достаточно часто требуется перевести минуты и секунды в десятичные доли градуса.

Инструкция

Используйте для практических вычислений, так как для расчета с точностью до тысячных долей нужны уж очень редко встречающиеся математические способности. Например, это может быть стандартный калькулятор ОС Windows. Для его запуска надо щелкнуть кнопку «Пуск» (или нажать клавишу WIN), перейти в меню в раздел «Программы», затем в его подраздел «Стандартные» и выбрать пункт «Калькулятор». Можно это сделать и по-другому - нажать сочетание клавиш WIN + R, набрать команду calc и нажать клавишу Enter.

Введите известное число секунд, щелкая кнопки в интерфейсе калькулятора на экране или используя клавиатуру. Потом щелкните клавишу с косой чертой («слэш») и введите число 3600. Затем нажмите знак равенства, и калькулятор посчитает и покажет вам величину в северной во вселенной . В 1954 году на Х Генеральной конференции по мерам и весам была установлена термодинамическая температурная шкала, единицей которой был выбран Кельвин, приравненный как 1 к 273,16 части термодинамической тройной точки воды. Эта точка отвечает состоянию, в котором лед, вода и водяной пар находятся в состоянии равновесия. То есть ее температура была постоянной и равняется 273,16 Кельвина, что соответствует 0,01 градусу по шкале Цельсия.

Градус Цельсия является распространенной во всем мире единицей измерения температуры, которая наряду с Кельвином является , применяющейся в Международной системе СИ. Градус Цельсия назван по имени великого шведского ученого Андерса Цельсия, предложившего свою шкалу для измерения температуры.

Температурная шкала Цельсия

Изначально было принято градуса Цельсия связанное с определением стандартного , так как и температура кипения таянья льда, и температура кипения воды зависят от давления. Однако, это крайне неудобно для стандартизации единиц измерения. В связи с этим, после того, как градусы Кельвина были приняты, как стандарт СИ, определение температуры по Цельсию было пересмотрено.

Шкала Цельсия более удобна в быту, так как привязана характеристикам воды – таянием и кипением. К тому же, большинство природных процессов, с которыми сталкивается человек проходят в диапазоне температур по этой шкале. На практике температуру замерзания и кипения воды шкале Цельсия определены недостаточно точно, поэтому температуру воды определяют по шкале Кельвина, после чего переводят в шкалу Цельсия. При этом абсолютный ноль по шкале Кельвина, определяется, как 0 К () и равняется 273, 15 градусов по Цельсию.

Перевод Кельвинов в градусы Цельсия

Перевод температуры тела из Кельвинов Цельсия рассчитывается очень просто. Для этого нужно от температуры в кельвинах отнять 273, 15. Полученное число и будет равняться температуре тела в градусах Цельсия.
Например, абсолютный ноль по Кельвину будет равен:
0 К = 0 + 273,15 °C.

Видео по теме

Самой известной температурной шкалой в большинстве стран мира с XVIII века служила шкала измерения градусного режима по Цельсию (о С). Другая температурная шкала, предложенная в XIX веке , внесла уточнения в шкалу по Цельсию и стала самой точной системой определения сверхнизких температур. Новая шкала выявила некую постоянную величину термодинамической точки воды, которую назвали «кельвин» (К).

Однако даже с дополнениями и уточнениями по Кельвину, в современном мире пользуются в основном системой определения градусов по Цельсию. Хотя, в США или на Ямайке, использовали в старые времена и придерживаются до сих пор показателей ещё одной шкалы определения температур, предложенной Фаренгейтом.

Система измерения температурного градуса по Цельсию взяла своё название по имени Андерса Цельсия, шведского физика, разработавшего в 1742 году шкалу измерения температур. Учёный предположил, что такие физические процессы, как закипание воды, или таяние льда, напрямую зависят от давления в окружающей атмосфере. Это затрудняло исследования по определению точных показаний.

Шкала по Цельсию имела диапазон от 0 до 100 градусов со знаком «+», который продолжается вниз или вверх до бесконечности. Это являлось проблемой для точного измерения величин, поскольку известно, что ниже +4 °C вода имеет свойство расширяться и при дальнейшем понижении температуры даёт неправильные показания градусных значений.

Пересмотрена и модернизирована шкала температур по Цельсию была лишь после одобрения научным миром разработок физика Уильяма Томсона (Кельвина). Именно тогда была представлена постоянная температурная величина и принято определение, что 1 градус Цельсия равен 274,15 Кельвинам.

Температура в Кельвинах

Такое название дано новой температурной единице по имени англичанина У. Томсона, впоследствии за неоценимые заслуги в развитии физики, получившего звание лорда Кельвина Ларгского. Им в 1848 году была предложена градусная единица для расчёта показаний температур в таком виде:

1 кельвин = 1/273,16 части температуры тройной точки воды.

По новой шкале отсчёт температуры начинается с абсолютного нуля. Под абсолютным нулём понимается состояние, равное величине минимальной внутренней энергии тела . Приведённое тождество можно охарактеризовать иначе:

1 К = 1/273,16 расстояния от абсолютного нуля до точки воды.

Тройная точка воды – это состояние равновесия пара, воды и льда. Абсолютный ноль по Томсону (0 К), это точка температуры, при которой прекращается движение молекул, газы не имеют никакого объёма, и называется такое их состояние – состоянием идеального холода. Достичь абсолютного нуля невозможно, но, благодаря расчётам учёного, удалось максимально к этому приблизиться. Весь смысл научных трудов сводился к тому, что вести подсчёты по такой шкале, где началом служит постоянная величина, принятая за абсолютный нуль, гораздо проще.

В новой шкале отсутствуют отрицательные величины. 0 К считается самой низкой температурой, которая возможна на Земле. Так, с точки зрения физиков и математиков, легче вычислять температуры, усреднять значения или выводить взаимоотношения плюсовых и минусовых градусов. Однако, когда речь идёт о значениях температур, представленных в Кельвинах, термин «градусы» не используют, ведь по шкале Томпсона значения определяются не градусами, а «абсолютной температурой».

Сравнение двух температурных величин

Принятая абсолютная температурная величина 0 К взята за начало отсчёта по шкале Кельвина. Вплоть до 1968 г. новая мера градусной величины именовалась «градусом Кельвина», по подобию с «градусом Цельсия». Впоследствии научное сообщество, во главе с Генеральной комиссией, ответственной за обозначения мер и весов, официально переименовала температурную единицу в «кельвин», с сокращённым обозначением «К» и относительной величиной к Цельсию (о С) равной: С/К = 1/274,15.

Существующая шкала температур Кельвина применяется чаще в научном мире, в химии, математике и физике, в частности – термодинамике. Далеко не всем понятно определение, что под К понимается термодинамическая температура тройной точки воды. И если простому обывателю знания температурных режимов необходимы на уровне погоды или приготовления пищи, то учёные используют в своих экспериментах ту систему, которая для конкретной работы представляется наиболее удобной.

Изучение технических определений, использующих данные шкалы Кельвина, введено в программу физико-математических вузов, или применяется для школьных классов с углублённым изучением данных предметов. Температурная шкала Кельвина как раз является более рациональной, нежели общераспространённая шкала Цельсия, при таких случаях, как, например, измерение цветовой температуры в лампах накаливания, осветительных приборах профессионального назначения (можно встретить обозначения 3000K; 6000K на фотокамерах, что говорит о яркости, качестве, др. температурных характеристиках прибора).

Как перевести значения

Теперь, зная выведенные постоянные величины , переводить Кельвины в Цельсии и наоборот достаточно просто. Для этого нужно всего лишь к показанию градусов Цельсия добавить постоянную Кельвина.

Пример 1:

• температура замерзания воды 0 о С;
• по шкале Томпсона (Кельвина) 0 о С – это 273,16 К;
• температура замерзания воды в «кельвинах» будет 273,16 К.

Пример 2:

• температура кипения воды равна 100 градусов по Цельсию (t =100 о С);
• 100 + 273,16 = 373,16;
• температура кипения воды в «кельвинах» равна 373,16 К.

Пример 3:

Нужно перевести 100 К в о С.

Если необходимо выполнить перевод «кельвинов» в градусы Цельсия, то надо из величины, взятой по шкале Томпсона (Кельвина), вычесть величину абсолютного нуля, равную 273,16.

• 100–273,16 = -173,16.
• 100 К = -173,16 о С.

Абсолютный нуль по Кельвину в переводе на шкалу Цельсия равен :

• 0 К = -273,16 о С.

Измерения по Фаренгейту

Конвертацию значений из Фаренгейта в градусы Цельсия можно осуществить по несложным правилам, учитывая тот факт, что точка замерзания по Цельсию на 32 единицы ниже, чем по Фаренгейту.

Пример:

• 1°F = (1–32) * 0,55555 = — 17 °C;
• 10°F = (10–32) * 0,55555 = — 12 °C;
• 32°F = (32–32) * 0,55555 = 0 °C;
• 50°F = (50–32) * 0,55555 = +10 °C;
• и т. д.

Однако, при обратной конвертации из Цельсия в Фаренгейты, расчёты по приведённой системе будут неточными, поэтому лучше прибегнуть к разработанной Фаренгейтом таблице. А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, размещённым на любом тематическом сайте. Показатели принятой таблицы перевода величин и расчётные данные по онлайн-калькулятору выглядят так:

• 0 0 С = 32 F;
• 1 0 С = 33,8 0 F;
• 10 0 С = 50 0 F;
• 100 0 С = 212 0 F.

Не получили ответ на свой вопрос? Предложите авторам тему.

Единица названа в честь английского физика Уильяма Томсона , которому было пожаловано звание лорд Кельвин Ларгский из Айршира. В свою очередь, это звание пошло от реки Кельвин , протекающей через территорию университета Глазго .

История

1848

1967/1968

В соответствии с третьей резолюцией XIII Генеральной конференции по мерам и весам единица измерения термодинамической шкалы была переименована в «кельвин», а обозначением стал «К» (ранее единица называлась «градус Кельвина», её обозначением был «°K»). Кроме того величина единицы была определена более явно - как равная 1/273,16 .

2005

В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды . Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

2018

Кельвин останется единицей термодинамической температуры; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X⋅10 −23 , когда она выражена единицей СИ м 2 ·кг·с −2 ·К −1 , что эквивалентно Дж·К −1 .

Таким образом, будет выполняться точное равенство k =1,380 6X⋅10 −23 Дж/К . Следствием этого явится то, что кельвин станет равным изменению температуры, которое приводит к изменению энергии, приходящейся на одну степень свободы kT , то есть к 1,380 6X⋅10 −23 Дж.

В своей резолюции XXIV ГКМВ отметила также, что непосредственно после предполагаемого переопределения кельвина температура тройной точки воды останется равной 273,16 К, но при этом её значение приобретёт погрешность и в дальнейшем будет определяться экспериментально .

XXV ГКМВ, состоявшаяся в 2014 году, приняла решение продолжить работу по подготовке новой ревизии СИ, включающей переопределение кельвина, и наметила закончить эту работу к 2018 году с тем, чтобы заменить существующую редакцию Международной системы единиц (СИ) обновлённым вариантом на XXVI ГКМВ в том же году .

Кратные и дольные единицы

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI , англ. The SI Brochure ), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ) , десятичные кратные и дольные единицы кельвина образуются с помощью стандартных приставок СИ . «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации , предусматривает использование в РФ тех же приставок, но переведённых на русский язык .

Диаграмма перевода температур

Цветовая температура

Кельвин также применяется для измерения цветовой температуры, характеризующей ход интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела , при которой оно испускает излучение того же цветового тона , что и рассматриваемое излучение .

Примеры цветовой температуры различных источников света:

• 1500-2000 К - свет пламени свечи ;
• 2800 К - лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
• 3400 К - солнце у горизонта;
• 3500 К - люминесцентная лампа белого света;
• 6500 К - стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
• 9500 К - синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
• 20000 К - синее небо в полярных широтах.

Юникод

Примечания

1. ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. (неопр.) (недоступная ссылка) . Проверено 9 января 2013. Архивировано 10 ноября 2012 года.
2. BIPM - kelvin (неопр.) . www.bipm.org. Проверено 1 марта 2017.
3. Thomson, William (October 1848). “On an Absolute Thermometric Scale” . Philosophical Magazine . Проверено 2013-01-01 .

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества - теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково - градусами.

Из того, что температура - это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах - градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия - особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия - это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F - 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица - градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками - температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Сравнение температурных шкал

¹ Нормальная температура человеческого тела - 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F - это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C. Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены.

Сопоставление шкал Фаренгейта и Цельсия

( o F - шкала Фаренгейта, o C - шкала Цельсия)

Для перевода градусов цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T 0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T 0 =273.15 кельвина. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.