تم النشر اليوم 2024/05/20 | كلفن

الكلفن ومقاييس الحرارة الأخرى

درجة الكلفن الواحدة تساوي درجة مئوية واحدة، أي أنه لا فرق في مقدار كل درجة بين مقياس الكلفن والمقياس المئوي، بل الفرق هو فقط درجة الصفر في كل من المقياسين. ودرجة الصفر في مقياس الكلفن تساوي على المقياس المئوي °273.15- بالضبط. وترتبط وحدة الكلفن مع وحدات الحرارة الأخرى حسب العلاقات التالية: درجة كلفن = الدرجة المئوية + 273.15
أي K = °C + 273.15 درجة كلفن = (الدرجة الفهرنهايتية + 459.67)/1.8
أي
K = (°F + 459,67) / 1,8 وهذا جدول يُبيّن كيفية تحويل مقاييس الحرارة الأخرى من وإلى الكلفن: المقياس من الحرارة إلى الحرارة
المئوي [°C] = [K] − 273.15 [K] = [°C] + 273.15
الفهرنهايتي [°F] = [K] × 9⁄5 − 459.67 [K] = ([°F] + 459.67) × 5⁄9
الرانكايني [°R] = [K] × 9⁄5 [K] = [°R] × 5⁄9

تاريخ

1848 كتب لورد كلفن ورقة عن الحرارة المُطلقة أو البرد المطلق (الصفر المطلق)، واستخدم فيها وحدة جديدة تكون درجة الصفر فيها هي درجة الحرارة التي تتوقف عندها حركة الجزيئات. وقد حسب الصفر المُطلق وتوصل إلى أنه يساوي على المقياس المئوي 273ْ-. ويُعرف هذا المقياس المُطلق اليوم بـ«مقياس كلفن الديناميكي الحراري». 1954 القرار الثالث في «المؤتمر العام العاشر للأوزان والمقاييس» أعطى مقياس الكلفن تعريفه الحديث بتعيين حرارة النقطة الثلاثية للمياه (درجة 0 مئوية) كالنقطة التعريفية الثانية لمقياس الكفلن، وتم تحديد حرارتها بـ273.16 كلفن بالضبط (ومن ثم فإن الصفر المُطلق هو درجة 273.16- مئوية). 1968/1967 القرار الثالث في «المؤتمر العام الثالث عاشر للأوزان والمقاييس» أطلق تسمية «كلفن» على هذا المقياس الديناميكي الحراري، ورمزه هو «ك» (K)، وإلى الدرجة المطلقة بـ«كْ» (Kْ). وكان القرار الرابع: «الكلفن، وحدة الحرارة، تساوي 1/273.16 من حرارة النقطة الثلاثية للماء».

الصفر المطلق

المقالة الرئيسة: صفر مطلق
الصفر المطلق (0 كلفن) هو أخفض درجة حرارة في الطبيعة وتتوقف عندها حركة الجزيئات. لا يُمكن عملياً الوصول إلى درجة الصفر المطلق، ولكن يمكن فقط الاقتراب منها.

الاستخدام

الحرارة اللونية

طالع أيضًا: درجة حرارة لونية وتصنيف نجمي
كثيرا ما يُستخدم الكلفن في قياس الحرارة اللونية لمصادر الضوء. درجة الحرارة اللونية تعتمد على مبدأ أن الجسم الأسود المُشع يبتعث ضوءاً يعتمد لونه على حرارة الجسم المُشع. الأجسام السوداء التي تملك حرارة تحت حوالي 4000ك تبدو محمرّة، في حين أن التي تملك حرارة فوق حوالي 7500ك تبدو مزرقّة. الحرارة اللونية هامة في مجالات مثل التصوير الفوتوغرافي، فمثلاً درجة حرارة لونية قريبة من 5600ك تتطلب مستحلبات أفلام مثل التي تستخدم لضوء النهار. في الفلك، تصنيف أنواع النجوم في التصنيف النجمي وتصنيف هرتزشبرونج-راسل يعتمد على حرارتها السطحية. حيث أن هذه التصنيفات تعتمد على طيف النجوم والذي يعتمد حرارتها السطحية. وباستخدام هذه التصانيف، بالإمكان معرفة الحرارة السطحية والضياء ومتوسط الكتلة والقطر بواسطة أطياف النجوم.

شرح مبسط

تعديل – تعديل مصدري – تعديل ويكي بيانات