A escala de temperatura Kelvin é um tipo de vida diária no uso de unidades de temperatura menos comuns, então muitas pessoas não sabem muito sobre isso. No entanto, não importa, este artigo levará você a entender os detalhes da escala de temperatura Kelvin.
Sobre a escala de temperatura Kelvin
A escala de temperatura Kelvin é um padrão de temperatura comumente usado na ciência, principalmente em ciências físicas e engenharia. A escala de temperatura Kelvin é um padrão absoluto de temperatura que não depende da natureza de nenhuma substância em particular.
História da escala de temperatura Kelvin
A escala Kelvin começou em 1848 quando Lord Kelvin definiu uma escala de temperatura absoluta baseada no ciclo de Carnot, que mais tarde recebeu seu nome. As unidades da escala Kelvin se tornam (K) é a principal unidade de temperatura no Sistema Internacional de Unidades (SI). A escala de temperatura Kelvin é baseada em graus Celsius, mas começa no zero absoluto, que é 273,15 graus mais baixo do que a escala de temperatura Celsius do ponto zero.
Relação entre a escala Kelvin e o zero absoluto
A escala de temperatura Kelvin é o sistema internacional (SI) na medição de temperatura termodinâmica da unidade básica para o zero absoluto como ponto de partida. O zero absoluto é a temperatura mais baixa que a humanidade pode atingir, na verdade ele é muito baixo que nunca poderemos atingir.
O zero absoluto é teoricamente chamado de temperatura mais baixa na qual o movimento térmico de átomos e moléculas é minimizado, o que classicamente falando é um estado de repouso.
Mas a incerteza quântica determina que o exemplo ainda tem uma energia de ponto zero finita, zero absoluto na escala Kelvin expressa como 0 K, ou seja, 0 K para -273,15 ℃. Agora sabemos que os gases não encolhem a zero em volume quando resfriados a zero absoluto porque eles se condensam em líquido em temperaturas mais altas.
Expressando a fórmula
A relação entre a escala de temperatura Kelvin e os graus Celsius pode ser expressa por uma fórmula matemática:
Temperatura Kelvin = graus Celsius + 273,15
Então pode ser convertido para: Celsius = temperatura em Kelvin – 273,15
Se convertermos a temperatura normal do nosso corpo de 37 graus Celsius para a temperatura em Kelvin, teremos...
nossa solução seria: Temperatura (K) = 37°C + 273,15 = 310,15K
Observe que a unidade de temperatura Kelvin é Kelvin, não graus Kelvin.
Diferenças e semelhanças entre a escala de temperatura Kelvin e outras escalas de temperatura
A escala de temperatura comumente usada pelos físicos não é apenas o que dissemos acima, graus Celsius (℃) e graus Kelvin (K) e graus Fahrenheit (F) e graus Rankin (R).
Fahrenheit difere de Celsius porque quando Celsius é 0, Fahrenheit está em 32 (F). Mas em vez de obter a relação entre eles adicionando 32 diretamente a Celsius, a seguinte fórmula é usada:
Fahrenheit = [Celsius x (9/5)] + 32
A escala Rankine é usada da mesma forma que Fahrenheit, mas seu ponto zero é definido como zero absoluto. A relação entre graus Fahrenheit e graus Rankine é adicionar 459,67 a graus Fahrenheit
Graus Rankine = [graus Celsius x (9/5)] + 32 + 459,67
A diferença entre a temperatura Kelvin e a temperatura Fahrenheit é que:
Quando o grau Fahrenheit é 0 (F)
Kelvin (K) = [graus Celsius x (9/5) + 32] + 273,15
Para converter a temperatura Kelvin para Lang, você deve multiplicar a temperatura Kelvin por 9/5
Outras aplicações da escala Kelvin
1. A escala kelvin de uso secundário é baseada nas cores individuais da luz para determinar a intensidade da luz, também conhecida como temperatura da cor. A temperatura da cor é uma medida do calor ou do frio da luz.
A temperatura de cor é baseada no princípio de que a radiação do corpo negro emite luz caracterizada por uma distribuição de frequência de temperaturas, com cores abaixo de 4000 K parecendo avermelhadas e aquelas acima de 6000 K, azuladas.
A temperatura da cor tem um impacto significativo na iluminação, e espaços usados para atividades complexas exigem temperaturas de cor mais precisas do que a iluminação ambiente. Algumas das temperaturas de cor que usamos comumente são branco quente, branco suave, branco neutro, branco frio, branco brilhante e luz do dia.
Por exemplo, se quisermos criar um ambiente acolhedor e convidativo, podemos usar 2700K – branco quente – como temperatura de cor, devido ao seu calor e sedução semelhantes à chama de uma vela, criando uma atmosfera aconchegante.
Ou podemos usar uma luz branca suave de 3000K mais brilhante, o que pode nos dar mais clareza na luz para concluir a tarefa, criando um espaço aconchegante que não seja muito agressivo aos nossos olhos e assim por diante.
Devido ao alto brilho das telas de LED, quando usadas dentro de casa, geralmente reduzimos o brilho das telas de LED para evitar afetar a temperatura da cor de outras instalações de iluminação interna.
2. Medição de temperatura. Quando usamos o termômetro, precisamos marcar a escala na parede do tubo e marcar a escala com números, a escala de temperatura é uma maneira de medir a temperatura em relação ao ponto inicial (0 ou zero) e a unidade de medida.
Esses números são arbitrários, como no caso do que conhecemos como ponto de congelamento da água e ponto de ebulição da água, que é obtido definindo-os como 0°C e 100°C, respectivamente.
Medimos a temperatura em uma variedade de escalas e unidades, como afirmamos acima, por exemplo:
- Celsius é expresso em °C
- Fahrenheit é expresso em F
- Kelvin é expresso em K
- Os graus Rankine são expressos em R
3. Para estudos de engenharia, a escala Kelvin é tipicamente usada para dois propósitos, ela é usada principalmente para medir a temperatura em relação ao zero absoluto. Por esse motivo, a escala Kelvin é usada para medições de estrelas, planetas, buracos negros, galáxias, regiões do espaço, locais específicos na Terra, explosões nucleares, etc., e para criogenia.
Vantagens de usar a escala de temperatura Kelvin
A escala de temperatura Kelvin começa no zero absoluto e fornece a temperatura real de um objeto, em vez de uma medição relativa a uma temperatura secundária. Portanto, a escala Kelvin é mais adequada para ambientes geográficos onde as medições são quentes ou frias.
