Kelvin sıcaklık ölçeği, daha az yaygın sıcaklık birimlerinin kullanımında günlük hayatta kullanılan bir tür ölçektir, bu nedenle birçok kişi bunun hakkında pek bir şey bilmez. Ancak önemli değil, bu makale sizi Kelvin sıcaklık ölçeğinin ayrıntılarını anlamaya götürecektir.
Kelvin Sıcaklık Ölçeği Hakkında
Kelvin sıcaklık ölçeği, bilimde yaygın olarak kullanılan, esas olarak fizik bilimi ve mühendislikte kullanılan bir sıcaklık standardıdır. Kelvin sıcaklık ölçeği, herhangi bir maddenin doğasına bağlı olmayan mutlak bir sıcaklık standardıdır.
Kelvin sıcaklık ölçeğinin tarihi
Kelvin ölçeği, Lord Kelvin'in Carnot döngüsüne dayalı bir mutlak sıcaklık ölçeği tanımlamasıyla 1848'de başladı ve daha sonra bu ölçek onun adıyla anıldı. Kelvin ölçek birimleri (K) Uluslararası Birimler Sistemi'ndeki (SI) ana sıcaklık birimidir. Kelvin sıcaklık ölçeği, Celsius derecelerine dayanır ancak sıfır noktasındaki Celsius sıcaklık ölçeğinden 273,15 derece daha düşük olan mutlak sıfırdan başlar.
Kelvin ölçeği ile mutlak sıfır arasındaki ilişki
Kelvin sıcaklık ölçeği, termodinamik sıcaklık ölçümünde temel birim olarak mutlak sıfıra kadar olan uluslararası sistemdir (SI). Mutlak sıfır, insanlığın ulaşabileceği en düşük sıcaklıktır, aslında asla ulaşamayacağımız kadar düşüktür.
Mutlak sıfır, teorik olarak atomların ve moleküllerin ısıl hareketinin en aza indirildiği, klasik anlamda bir dinlenme hali olan en düşük sıcaklığa denir.
Ancak kuantum belirsizliği, örneğin hala Kelvin ölçeğinde 0 K olarak ifade edilen mutlak sıfır, yani -273.15 ℃ için 0 K olan sonlu bir sıfır noktası enerjisine sahip olduğunu belirler. Şimdi gazların mutlak sıfıra soğutulduğunda hacim olarak sıfıra küçülmediğini, çünkü daha yüksek sıcaklıklarda sıvıya yoğunlaştıklarını biliyoruz.
Formülü ifade etmek
Kelvin sıcaklık ölçeği ile Santigrat derece arasındaki ilişki matematiksel bir formülle ifade edilebilir:
Kelvin sıcaklığı = santigrat derece + 273.15
O halde şu şekilde dönüştürülebilir: Santigrat = Kelvin sıcaklığı – 273,15
Vücut sıcaklığımız olan 37 derece Celsius'u Kelvin cinsine çevirirsek...
çözümümüz şu şekilde olacaktır: Sıcaklık (K) = 37°C + 273,15 = 310,15K
Kelvin sıcaklığının biriminin Kelvin derecesi değil Kelvin olduğunu unutmayın.
Kelvin sıcaklık ölçeği ile diğer sıcaklık ölçekleri arasındaki farklar ve ortak noktalar
Fizikçilerin yaygın olarak kullandıkları sıcaklık ölçekleri yalnızca yukarıda söylediklerimizden ibaret değildir; Celsius derece (℃) ve Kelvin (K) ve Fahrenheit derece (F) ve Rankin derece (R) de.
Fahrenheit, Celsius'tan farklıdır çünkü Celsius 0 olduğunda Fahrenheit 32'dedir (F). Ancak, aralarındaki ilişkiyi doğrudan Celsius'a 32 ekleyerek elde etmek yerine, aşağıdaki formül kullanılır:
Fahrenhayt = [Santigrat x (9/5)] + 32
Rankine ölçeği Fahrenheit ile aynı şekilde kullanılır, ancak sıfır noktası mutlak sıfıra ayarlanır. Fahrenheit dereceleri ile Rankine dereceleri arasındaki ilişki Fahrenheit derecelerine 459,67 eklemektir
Rankine derecesi = [derece Santigrat x (9/5)] + 32 + 459.67
Kelvin sıcaklığı ile Fahrenheit sıcaklığı arasındaki fark şudur:
Fahrenheit derecesi 0 (F) olduğunda
Kelvin (K) = [derece Santigrat x (9/5) + 32] + 273.15
Kelvin'i Lang sıcaklığına dönüştürmek için Kelvin sıcaklığını 9/5 ile çarpmanız gerekir
Kelvin Ölçeğinin Diğer Uygulamaları
1. İkincil kullanım kelvin ölçeği, ışık yoğunluğunu belirlemek için ışığın ayrı renklerine dayanır, ayrıca renk sıcaklığı olarak da bilinir. Renk sıcaklığı, ışığın sıcaklığının veya soğukluğunun bir ölçüsüdür.
Renk sıcaklığı, kara cisim ışınımı yayan ışığın, 4000 K'nin altındaki renklerin kırmızımsı, 6000 K'nin üstündekilerin ise mavimsi göründüğü bir sıcaklık frekans dağılımı ile karakterize edilmesi ilkesine dayanır.
Renk sıcaklığının aydınlatma üzerinde önemli bir etkisi vardır ve karmaşık aktiviteler için kullanılan alanlar ortam aydınlatmasından daha hassas renk sıcaklıkları gerektirir. Genellikle kullandığımız renk sıcaklıklarından bazıları sıcak beyaz, yumuşak beyaz, nötr beyaz, soğuk beyaz, parlak beyaz ve gün ışığıdır.
Örneğin, sıcak ve davetkar bir ortam yaratmak istiyorsak, mum alevine benzer sıcaklığı ve çekiciliği nedeniyle sıcak bir atmosfer yaratan 2700K - sıcak beyaz - renk sıcaklığını kullanabiliriz.
Veya daha parlak 3000K-yumuşak beyaz ışık kullanabiliriz, bu görevi tamamlamak için ışıkta daha fazla netlik sağlayabilir, gözlerimizi çok rahatsız etmeyen rahat bir alan yaratır, vb.
LED ekranların yüksek parlaklığı nedeniyle kullanıldığında içeride, genellikle azaltırız LED ekranların parlaklığı diğer iç mekan aydınlatma tesislerinin renk sıcaklığını etkilememek için.
2. Sıcaklık ölçümü. Termometreyi kullandığımızda, tüpün duvarına ölçeği işaretlememiz ve ölçeği sayılarla işaretlememiz gerekir, sıcaklık ölçeği, sıcaklığı başlangıç noktasına (0 veya sıfır) ve ölçüm birimine göre ölçmenin bir yoludur.
Bu sayılar keyfidir; suyun donma noktası ve kaynama noktası olarak bildiğimiz noktalarda olduğu gibi; bu noktalar sırasıyla 0°C ve 100°C olarak tanımlanır.
Sıcaklığı çeşitli ölçeklerde ve birimlerde ölçüyoruz, örneğin yukarıda belirttiğimiz gibi:
- Santigrat derece °C olarak ifade edilir
- Fahrenheit F olarak ifade edilir
- Kelvin K olarak ifade edilir
- Rankine dereceleri R cinsinden ifade edilir
3. Mühendislik çalışmaları için Kelvin ölçeği genellikle iki amaç için kullanılır, öncelikle mutlak sıfıra göre sıcaklığı ölçmek için kullanılır. Bu nedenle Kelvin ölçeği yıldızların, gezegenlerin, kara deliklerin, galaksilerin, uzay bölgelerinin, Dünya'daki belirli yerlerin, nükleer patlamaların vb. ölçümleri ve kriyojenikler için kullanılır.
Kelvin sıcaklık ölçeğini kullanmanın avantajları
Kelvin sıcaklık ölçeği mutlak sıfırdan başlar ve ikincil bir sıcaklığa göre bir ölçüm yerine bir nesnenin gerçek sıcaklığını sağlar. Bu nedenle Kelvin ölçeği, ölçümlerin sıcak veya soğuk olduğu coğrafi ortamlar için daha uygundur.
