Kelvin e a escala

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Kelvin
O kelvin (símbolo: K) é o nome da unidade de base
do Sistema Internacional de Unidades (SI) para a gran-
deza temperatura termodinâmica. O kelvin é a fração
1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo
da água, ou seja, é definido de tal modo que o ponto triplo
da água é exactamente 273,16 K..[1] É uma das sete uni-
dades de base do SI, muito utilizada na Física e Química.
É utilizado para medir a temperatura absoluta de um ob-
jeto, com zero absoluto sendo 0 K, muitas vezes sendo
usado em conjunto com o grau Celsius , que tem a mesma
ordem de grandeza.
A escala kelvin recebeu este nome em homenagem ao
físico e engenheiro irlandês William Thomson, que se
tornou o primeiro Lorde Kelvin quando foi feito par do
Reino Unido, que escreveu sobre a necessidade de uma "
escala termométrica absoluta "
1 História
Lord Kelvin
A escala kelvin foi proposta em 1854 pelo fisico irlandês
William Thomson, conhecido como Lord Kelvin, que es-
creveu em seu artigo,On an Absolute Thermometric Scale,
a necessidade de uma escala em que " frio infinito " ( zero
absoluto) fosse o ponto nulo da escala. Thomson calculou
que o zero absoluto é equivalente a−273 °[2]. Esta escala
absoluta é conhecida hoje como a escala de temperatura
termodinâmica kelvin.
Em 1954, a Resolução 3 da 10 ª Conferência Geral de
Pesos e Medidas (CGPM) deu a Escala Kelvin sua defi-
nição moderna , designando o ponto triplo da água como
seu segundo ponto de definição e atribuiu a sua tempera-
tura exatamente 273,16 kelvin[3].
Em 1967/1968 Resolução 3 da 13 ª CGPM renomeou o
incremento da unidade de temperatura termodinâmica "
kelvin " , símbolo K , substituindo " grau kelvin " , símbolo
° K[4]. Além disso , sentiu-se útil definir explicitamente
a magnitude do incremento de unidade, a 13 ª CGPM
também realizada na Resolução 4, que " o kelvin, unidade
de temperatura termodinâmica , é igual à fração 1/273.16
da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água
"[5].
1
2 6 REFERÊNCIAS
Em 2005, o Comité Internacional de Pesos e Medidas (
CIPM ) , uma comissão do CGPM , afirmou que com
o objectivo de delinear a temperatura do ponto triplo da
água , a definição da escala de temperatura termodinâ-
mica kelvin remete à água com uma composição isotó-
pica especificada como VSMOW[6] .
2 Definição
O zero absoluto, na escala Kelvin, é a temperatura de me-
nor energia de um sistema, no entanto nenhum sistema
pode ser arrefecido até tal temperatura. Uma das tempe-
raturas mais baixas já atingidas em laboratório foi de 4
Kelvin. Nessa temperatura, o hélio torna‑se líquido[7].
O símbolo para o kelvin é sempre um K maiúsculo e
nunca é escrito em itálico. Há um espaço entre a gran-
deza numérica e o símbolo da unidade (por exemplo, "
99,987 K " ).
A palavra “kelvin” (nome da unidade) é escrita com ini-
cial minúscula (exceto no princípio das frases), igual-
mente de acordo com a normas do SI; escreve-se em
português com "k" inicial, de acordo com a norma orto-
gráfica que o permite para estrangeirismos aportuguesa-
dos — as formas plenamente aportuguesadas “quélvim”
e “quélvine” não são usadas, ainda que reflita a pronúncia
habitual em português.
Enquanto unidade do SI, o kelvin não deve ser precedido
pelas palavras grau ou graus ou o símbolo °, como em
grau Celsius ou Fahrenheit. Isto acontece porque estas
são escalas de medição, enquanto o kelvin é uma unidade
de medição. A omissão de “grau” também indica que não
é relativo a um ponto de referência arbitrária como as es-
calas Celsius e Fahrenheit, mas sim uma unidade absoluta
de medida que pode ser manipulada algebricamente (por
exemplo, multiplicado por dois para indicar o dobro da
quantidade de " energia média ", disponível entre graus
de liberdade elementares do sistema ) .
3 Usos Práticos
Na ciência e na engenharia, graus Celsius e Kelvin são
frequentemente utilizados simultaneamente no mesmo
artigo, esta prática é permitida porque o grau Celsius é
um nome especial para o kelvin para expressar tempera-
turas Celsius e a magnitude do grau Celsius é exatamente
a mesma do kelvin[8].
Na eletrônica, o kelvin é usado como um indicador de
quão barulhento um circuito é em relação a um nível de
ruído final, ou seja, a temperatura de ruído. O chamado
ruído Johnson-Nyquist de resistências discretas e capa-
citores é um tipo de ruído térmico derivado a partir da
constante de Boltzmann e pode ser utilizado para deter-
minar a temperatura de ruído de um circuito usando a
fórmula de Friis para ruído.
O kelvin é também utilizado como unidade de medida da
temperatura de cor, que expressa a aparência de cor da
luz emitida pela fonte de luz, que está baseada na relação
entre a temperatura de um material hipotético e padroni-
zado, conhecido como “corpo negro radiador”, e a distri-
buição de energia da luz emitida à medida que a tempe-
ratura do corpo negro é elevada a partir do zero absoluto.
4 Conversão de unidades de tempe-
ratura
5 Temperaturas abaixo do zero ab-
soluto
Devido à definição formal de temperatura em
termodinâmica, temperaturas abaixo do zero abso-
luto são possíveis, mas correspondem a temperaturas
mais quentes do que temperaturas positivas. [9][10][11]
6 Referências
[1] IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Elec-
tronic version, kelvin. Disponível em: <http://goldbook.
iupac.org/K03374.html>. Acesso em: 8 mai. 2008.
[2] Thomson, William (October 1848). “On an Absolute
Thermometric Scale”.Philosophical Magazine. Retrieved
2008-02-06.
[3] “Resolution 3: Definition of the thermodynamic tempe-
rature scale”. Resolutions of the 10th CGPM. Bureau In-
ternational des Poids et Mesures. 1954. Retrieved 2008-
02-06.
[4] “Resolution 3: SI unit of thermodynamic temperature
(kelvin)". Resolutions of the 13th CGPM. Bureau Inter-
national des Poids et Mesures. 1967. Retrieved 2008-02-
06.
[5] Resolution 4: Definition of the SI unit of thermodynamic
temperature (kelvin)".Resolutions of the 13th CGPM. Bu-
reau International des Poids et Mesures. 1967. Retrieved
2008-02-06.
[6] “Unit of thermodynamic temperature (kelvin)". SI Bro-
chure, 8th edition. Bureau International des Poids et Me-
sures. 1967. pp. Section 2.1.1.5. Retrieved 2008-02-06.
[7] Lauricella, Arduíno Francesco, “Fundamentos da termo-
dinâmica” ‑São Paulo: Editora Sol, 2013
[8] “Units with special names and symbols; units that incor-
porate special names and symbols”. SI Brochure, 8th edi-
tion. Bureau International des Poids et Mesures. 2006.
pp. Section 2.2.2, Table 3. Retrieved 2008-02-06.
[9] Atkins, Peter W.. In: Peter W.. The Laws of Thermody-
namics: A Very Short Introduction. [S.l.]: Oxford Uni-
versity Press, 2010-03-25. 89–95 p. OCLC 467748903
ISBN 9780199572199
3
[10] (1956-07-01) "Thermodynamics and Statistical Mecha-
nics at Negative Absolute Temperatures". Physical Re-
view 103 (1): 20–28. DOI:10.1103/PhysRev.103.20.
Bibcode: 1956PhRv..103...20R.
[11] (1975-11-18) "Comment on: Negative Kelvin temperatu-
res: some anomalies and a speculation". American Jour-
nal of Physics 44 (10): 994–995. DOI:10.1119/1.10248.
Bibcode: 1976AmJPh..44..994T.
7 Ver também
• grau Celsius
• grau Fahrenheit
• Rankine
• Réaumur
• Termômetro
• Temperatura
• Ponto triplo
• Zero absoluto
4 8 FONTES, CONTRIBUIDORES E LICENÇAS DE TEXTO E IMAGEM
8 Fontes, contribuidores e licenças de texto e imagem
8.1 Texto
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