A Unidade kelvin, K (kelvin)

A unidade SI de temperatura, o kelvin (K), que é nomeado após o Belfast-nascido engenheiro e físico William Thomson, que se tornou Lord Kelvin, em 1892, como um reconhecimento de suas realizações na termodinâmica.

durante mais de 60 anos, o kelvin foi definido como a fracção 1/273.,16 da temperatura termodinâmica (TTPW) do ponto triplo da água – uma temperatura única na qual as três fases da água (sólida, líquida e vapor) coexistem em equilíbrio. Como parte de uma ampla redefinição de SI, que entrou em vigor em Maio de 2019, o kelvin é a definição foi alterada, e agora é expresso em termos de um valor fixo de a constante de Boltzmann, k. A definição oficial é a seguinte:

“O kelvin, símbolo K, é a unidade SI de temperatura termodinâmica. É definido tomando o valor numérico fixo da constante de Boltzmann k como 1.,380 649 × 10-23, quando expresso na unidade J K–1, igual a kg m2 s–2 K–1, em que o quilograma, o metro e o segundo são definidos em termos de h, c e ΔνCs.”

A constante de Boltzmann aparece em todas as fórmulas físicas que descrevem os efeitos físicos causados pela temperatura. Isto resulta da forma como a temperatura é descrita – como um conceito termodinâmico que caracteriza a energia cinética média de pequenas partículas em equilíbrio térmico., Uma dessas relações é a lei de Boyle:

PV = nRT,

que relaciona a pressão e o volume de átomos de n de um gás ideal à sua temperatura. Infelizmente, nem os termômetros de gás, que exploram a Lei de Boyle, nem a maioria dos outros termômetros termodinâmicos, são suficientemente pequenos ou convenientes para serem de uso prático, e estes termômetros só recentemente se tornaram precisos o suficiente para satisfazer as necessidades da ciência e da indústria. Os melhores experimentos de termômetro de gás levam vários meses de trabalho, e um milhão de dólares de equipamentos, para medir uma única temperatura.,para superar esta limitação, a Conferência Geral de pesos e medidas (CGPM) definiu uma escala mais prática que é baseada em temperaturas definidas para a fusão, congelação e pontos triplos de substâncias puras. Além disso, eles aprovaram termômetros interpoladores para definir as temperaturas que caem entre esses pontos. Esta escala, que é reproduzível a cerca de 1 mK para temperaturas abaixo de algumas centenas de graus Celsius, é atualizada aproximadamente a cada 20 anos. A versão atual é chamada de escala internacional de temperatura de 1990, ou ITS-90(link externo)., As temperaturas em seu-90 podem ser expressas em kelvin ou em graus Celsius; estas são por vezes distinguidas usando um caso T superior e t inferior, respectivamente. As duas unidades têm o mesmo tamanho (para que diferenças de temperatura ou intervalos são iguais em ambas as unidades), mas os valores são compensados entre si:

T / K = t/°C, +seja, -273,15

as Diferenças entre a ITS-90 escala de temperatura e temperatura termodinâmica pode ser encontrado aqui(link externo).,

A definição do kelvin que surgiu no Dia Mundial de Metrologia 2019 permitirá o desenvolvimento futuro de tecnologias que possam melhorar a precisão da medição da temperatura, sem quaisquer limitações decorrentes do uso de ponto triplo de células de água. Isto é particularmente importante para medições bem longe de TTPW-isto é, a temperaturas muito baixas (abaixo de ~20 K) e muito altas (acima de ~1300 K) – à medida que as incertezas aumentam com extrapolação para longe do ponto triplo da água., A estas temperaturas extremas, a praticidade da medição termodinâmica já foi demonstrada e estes métodos podem agora tirar partido da nova definição para alcançar incertezas competitivas com a sua-90. No entanto, para a maior parte da Gama de temperaturas, o ponto triplo da água deverá continuar a ser a referência prática fundamental para o futuro previsível, e espera-se que o seu-90 permaneça em vigor por muitas décadas vindouras.,

ITS-90 escala de temperatura mostrando os pontos fixos, a interpolação termômetro tipos, e os intervalos nos quais as diferentes equações de interpolação são utilizados. O MSL abrange desde o ponto de argônio até o ponto de cobre.somos especialistas em termometria de contacto, termometria de radiação e humidade, e fornecemos uma vasta gama de serviços de medição e consultoria relacionados com a temperatura., Nós podemos ajudá-lo a entender as limitações na precisão dos termômetros industriais, identificar erros nas aplicações da termometria de radiação, ou melhorar a precisão das medições de umidade.,fornecemos um serviço de calibração que abrange as gamas de temperatura de -190 ° C a 550 ° C para a termometria de contacto e de -25 °C a 1100 °C para a termometria de radiação, e a gama de humidade relativa de 10% RH a 95% RH de -60 °C a 70 °C (ver aqui para os nossos serviços de calibração de temperatura e humidade). definições fundamentais das normas., Os tópicos de pesquisa incluem:

• erros de reflexão na termometria de radiação, para aplicações nas indústrias petroquímica, metalúrgica e alimentar. Isto inclui os efeitos da emissividade e a função de distribuição bidirecional de refletância (BRDF) dos materiais industriais.limitações na precisão dos Termómetros industriais – efeitos de imersão, histerese e efeitos de envelhecimento em termopares.,usando scanning de homogeneidade de termopares para desenvolver uma compreensão dos mecanismos de danos em termopares, e para desenvolver novos termopares de referência de metais raros e estáveis.equações de calibração e propagação da incerteza para Termómetros normalizados de resistência à platina (SPRTs), Termómetros de radiação e sensores de humidade.propagação da incerteza e covariância, utilizando mínimos quadrados generalizados, nas equações de Estado termodinâmicas IAPWS-95 para água pura e propriedades associadas.,desenvolvimento de um calibrador de Ponte de Resistência (RBC) baseado numa técnica combinatória usando quatro resistências de base estáveis.efeito de dimensão da fonte (SSE) e não linearidade nos Termómetros de radiação.efeitos da composição isotópica e da dissolução do vidro no ponto triplo da água.nova definição de humidade relativa baseada na fugacidade.utilização de termometria de radiação de comprimento de onda duplo para medir a temperatura termodinâmica.Medição da constante de Boltzmann usando termometria de ruído Johnson.,

Publicações Relevantes

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ver um pequeno vídeo sobre o Kelvin aqui(link externo).