ケルビン

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ケルビン
kelvin
記号 K
国際単位系 (SI)
種類 基本単位
熱力学温度
定義 三重点熱力学温度の 273.16 分の 1
由来 標準大気圧下での水の沸点氷点の温度差の 100 分の 1
語源 ケルヴィン卿
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ケルビン英語: kelvin, 記号: K)は、熱力学温度(絶対温度)の単位である。国際単位系において基本単位の一つとして位置づけられている。 1948年国際度量衡局 (BIPM) の調査の結果、1954年の第10回国際度量衡総会 (CGPM) で熱力学温度の基本単位として承認された[1]

ケルビンの名はイギリス物理学者であるケルビン卿ウィリアム・トムソンにちなんで付けられた。なお、ケルビン卿の通称は彼が研究生活を送ったグラスゴーにあるケルビン川から取られている。

ケルビンは国際単位系の単位であり、単位記号は大文字の K で書き出すのが正しい(その他、人名に由来する単位には大文字が用いられる)[2]。「度」や「°」を付けることは無い。「度」は測定の尺度であり、「ケルビン」は測定の単位であることを表している。ただし、1967年の第13回国際度量衡総会まではケルビン度(記号: °K)が使用されていた[3]

また、ケルビンは色温度の単位としても用いられる。

定義[編集]

熱力学温度の単位、ケルビンは、水の三重点の熱力学温度の1/273.16である。
この定義は、下記の物質量の比により厳密に定義された同位体組成を持つ水に関するものである
  • 1 モル1H あたり 0.000 155 76 モルの 2H
  • 1 モルの 16O あたり 0.000 379 9 モルの 17O、0.002 005 2 モルの 18O

水の同位体組成に関しては、2005年国際度量衡委員会 (CIPM) の会議において補足されたものである[4]

ケルビンが熱力学温度の単位であることから、絶対零度は0ケルビンと定まる。さらに、1ケルビンを三重点熱力学温度の273.16分の1としている。 これは、元々はセルシウス温度の数値から 273.15 を足した(絶対零度を 0 とした)温度目盛りとして定義されたものであったが、現在では逆にセルシウス度がケルビンを元に定義されている[注 1]。水の三重点の値は厳密に273.16ケルビンであるが、セルシウス度の歴史的な定義であった標準大気圧の下での水の沸点と氷点は厳密なセ氏100度やセ氏0度ではない。

単位の換算[編集]

セルシウス度とケルビンの両方の目盛りが振られた温度計
セルシウス温度 t とそれに等しい絶対温度 T の関係
t/{}^\circ\text{C} =T/\text{K} -273.15
T/\text{K} =t/{}^\circ\text{C} +273.15

なお、量記号を単位記号で割ったものは、その量をその単位で計ったときの数値を表す。

ファーレンハイト温度 θ とそれに等しい絶対温度 T の関係
\theta/{}^\circ\text{F} = \frac{9}{5}T/\text{K} -459.67
T/\text{K} =\frac{5}{9}( \theta/{}^\circ\text{F} +459.67)
熱力学温度のエネルギーによる表現
プラズマ物理学の分野では温度を慣例的にエネルギーの単位である電子ボルト(記号: eV)で示すことがある。
その温度における分子の平均運動エネルギーに相当し、ボルツマン定数 k=8.617×10−5 eV/K により換算される。
1 eV/k=11,604 K
1 K =8.617×10−5 eV/k

符号位置[編集]

記号 Unicode JIS X 0213 文字参照 名称
U+212A - K
K
ケルビン

脚注[編集]

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注釈[編集]

  1. ^ 温度の単位としてケルビンを用いることで、シャルルの法則をより簡便に表すことができる。

引用[編集]

温度の単位の比較
ケルビン セルシウス度 ファーレンハイト度 ランキン度 ドリール度 ニュートン度 レオミュール度 レーマー度
絶対零度 0 −273.15 −459.67 0 559.725 −90.14 −218.52 −135.90
地球表面の最低気温(※1) 183.95 −89.2 −128.56 331.11 283.8 −29.436 −71.36 −39.33
ファーレンハイト寒剤 255.37 −17.78 0 459.67 176.67 −5.87 −14.22 −1.83
融点標準状態下) 273.15 0 32 491.67 150 0 0 7.5
地球表面の平均気温 288 15 59 518.67 127.5 4.95 12 15.375
人間の平均体温 309.95 36.8 98.24 557.91 94.8 12.144 29.44 26.82
地球表面の最高気温(※2) 329.85 56.7 134.06 593.73 64.95 18.711 45.36 37.268
水の沸点(標準状態下) 373.15 100 212 671.67 0 33 80 60
チタンの融点 1941 1668 3034 3494 −2352 550 1334 883
太陽の表面温度 5800 5526 9980 10440 −8140 1823 4421 2909

参考文献[編集]

関連項目[編集]

  • 負温度 - 0 ケルビン未満の絶対温度。非平衡な熱力学系でのみ現れる。
  • 温度の比較 - 表による比較。