1開爾文有多熱?玻爾茲曼常數與熱力學溫度的聯繫

2021-03-01 媽咪說MommyTalk

媽咪說：知識就是力量

之前咱們介紹了長度、時間、質量、物質的量、發光強度這五個基本物理量，那在國際單位制中還剩下兩個，今天咱們來說溫度，以及溫度的基本單位開爾文，其實關於開氏溫標的介紹咱們在之前的絕對零度的視頻中提及過一些，大家可以結合那期視頻一起來看，好言歸正傳，我們說溫度起源於人類的主觀感受，知冷知熱，所以為了把溫度量化的來研究，人們就發明了溫度計以及各種衡量溫度標準，簡稱溫標，如何制定溫標呢？首先人們根據溫度計的熱脹冷縮效應，把比較固定的物體的溫度映射到溫度計上來，然後取一個冷的一個熱的，中間若干等分，這樣一個標準就完成了，比如說1724年德國物理學家華倫海特，他把冰、水、氯化銨的混合物的溫度定義為0度，為什麼要選這種溶液？因為這是當時人們通過這種方式能製造出來的最低溫度，其實也不是很低，換算成攝氏度不到零下18度，但是在當時這也算是人造低溫的一個裡程碑，然後他把冰水混合物的溫度定義為32度，這個辦法定義出來的每一度叫做一華氏度，這種衡量溫度的標準就叫做華氏溫標，華倫海特按照這個標準發現人體的溫度剛好是96華氏度，再後來華氏溫標經過一次微調，調整之後人的體溫變成了98.6華氏度左右，華氏溫標好像現在就美國等少數國家在使用，之前好多朋友就問我為什麼美國不用國際單位制啊？因為美國提倡民族自由，其實美國國會曾經提出過，就是要使用公制，1975年就提出來過，但是民主又給改回來了，老百姓不願意用，之前用英制用習慣了

相關焦點

  • 開爾文與玻爾茲曼常數
    是玻爾茲曼常數，它的數值為1.380649 × 10-23J·K-1（焦耳每開爾文）。那麼，什麼是玻爾茲曼常數？又如何精確測量玻爾茲曼常數呢？簡短的答案就是，玻爾茲曼常數是將物質的動能（E）和它的溫度（T）聯繫起來的常數：E=kBT。
  • 科學網—玻爾茲曼常數測量和熱力學溫度基準研究獲突破
    該課題通過對玻爾茲曼常數測量和熱力學溫度基準及其關鍵技術的研究，建立玻爾茲曼常數測量裝置和光譜輻射法、噪聲法測量熱力學溫度裝置，使我國首次具備玻爾茲曼常數測量和輻射法熱力學溫度測量能力，步入國際計量前沿研究領域。 該課題為國家「十一五」科技支撐計劃重點項目「以量子物理為基礎的現代計量基準研究」項目中的一項。
  • 七大國際單位之熱力學溫度:開爾文
    目前國際上統一採用的是熱力學溫度，也稱熱力學溫標，熱力學溫度建立在卡諾循環上，它與測溫性質無關，是最科學最嚴格的溫標。熱力學溫度由開爾文定義，符號T，單位K（開爾文，簡稱開），是七大國際單位之一。1954年，第十屆國際計量大會上正式定義熱力學溫度單位為開氏度（oK）。1967年，第十三屆國際計量大會決定將其改為開爾文（K）。
  • 「開爾文」脫「水」了?
    水的三相點1967年，第 13屆國際計量大會給出開爾文的正式定義，即1開爾文等於水三相點熱力學溫度的1/273.16。據悉，水的三相點溫度和壓強分別為273.16K和611.73Pa。實際上，熱力學溫標與攝氏溫標也是有聯繫的。比如，熱力學溫標規定了溫度的極點——絕對零度（-273.15℃），以此溫度點作為溫標的出發點，而熱力學溫標的分度間隔與攝氏溫標的間隔是一致的。「開爾文」為何要重新定義？熱力學溫標是一個純理論上的溫標，主要應用於科學技術研究領域。
  • 我國進入國際計量界玻爾茲曼常數「第一梯隊」
    國際計量委員會(CIPM)建議採用自然基本常數——玻爾茲曼常數kB來定義熱力學溫度單位開爾文(K)。
  • 我國玻爾茲曼常數kB定義研究獲新突破
    本報訊 國際計量委員會（CIPM）建議採用自然基本常數——玻爾茲曼常數（kB）來定義熱力學溫度單位開爾文（K）。 該課題組在國際上首次建立了定程圓柱聲學法的玻爾茲曼常數測量裝置，新獲得的玻爾茲曼常數=1.3806515×10-23J·K-1，相對標準不確定度達到4.1×10-6，與國際科技基本常數委員會（CODATA）2006年公布值的相對偏差小於1×10-6，成為目前國際計量界已獲得的4個（美、英、法和中國）最高準確度的測量結果之一。
  • 「開爾文」脫「水」?國際計量大會一錘定音!
    該溫標選取氯化銨和冰水的混合物的冰點溫度為0℉，人體溫度為100℉，分為100等份，每等份為華氏1度，記作「1℉」。華氏溫標紀念銀幣（網絡圖）華氏溫標使溫度測量有了統一的標準，為熱學的發展提供了重要的研究工具。1714年，華倫海特發現液體金屬水銀比酒精更適宜製造溫度計，從而發明了以水銀為測溫介質的玻璃水銀溫度計。
  • 熱力學傳奇之十一:玻爾茲曼含冤而去,愛因斯坦為他沉冤昭雪
    玻爾茲曼常數等於理想氣體常數除以阿伏伽德羅常數，即R=kNA，其物理意義是單個氣體分子的平均動能隨熱力學溫度變化的係數，即Ek=（3/2）kT，Ek為分子的平均動能，T為絕對溫度。由於觀測手段的限制，我們無法測量微觀單個分子的動能，但是我們可以測量宏觀系統的溫度，通過玻爾茲曼常數，我們就可以通過測量宏觀物理量來計算微觀物理量，這實在是一個偉大的創舉。
  • 通過確定玻爾茲曼常數,PTB正在為重新定義溫度單位鋪平道路
    換句話說，溫度的基本單位取決於性質可能變化的材料。但是這種情況即將發生變化：2018年秋季，開爾文以及國際單位制(SI)的所有其他單位都將根據由基本常數組成的堅實且不變的基礎而重新定義。開爾文將以玻爾茲曼常數為基礎，來自德國聯邦物理技術研究院(PTB)的科學家現在已經通過介電常數氣體溫度計確定了這個常數，並且其準確度足以排除妨礙重新定義溫度單位開爾文的所有障礙。
  • 安培、摩爾、開爾文的定義同樣改變了
    開爾文 ：遇見玻爾茲曼開爾文是熱力學溫度的單位，它的舊定義確立於 1967 年，指「水的三相點溫度的 1/273.16」。在三相點溫度和特定的壓強下，水的氣、固、液三態可以共存。開爾文的新定義將由玻爾茲曼常數導出。
  • 我國精細結構常數測量水平進入國際先進行列
    精確測量精細結構常數是確立新的國際單位制的重要一步，近日，由中國計量科學研究院承擔完成的「十一五」國家科技支撐計劃項目課題「精細結構常數測量關鍵技術及電容基準的研究」順利通過由金國藩院士為組長的專家組驗收。
  • 我國精細結構常數測量水平成國際先進
    精確測量精細結構常數是確立新的國際單位制的重要一步，近日，由中國計量科學研究院承擔完成的「十一五」國家科技支撐計劃項目課題「精細結構常數測量關鍵技術及電容基準的研究」順利通過由金國藩院士為組長的專家組驗收。
  • 「熱力學之父」——開爾文
    1824年6月26日，英國數學物理學家、工程師，「熱力學之父」開爾文出生。 開爾文，原名威廉·湯姆森，因為他在科學上的成就和對大西洋電纜工程的貢獻，獲英女皇授予開爾文勳爵銜，所以後世才改稱他為開爾文。開爾文曾提出著名的「開爾文問題」肥皂泡中的「開爾文問題」，是熱力學的主要奠基人之一。 開爾文一生謙虛勤奮，意志堅強，不怕失敗，百折不撓。在對待困難問題上他講：「我們都感到，對困難必須正視，不能迴避；應當把它放在心裡，希望能夠解決它。
  • 熱力學傳奇之九:死神來了,第二定律扼殺了宇宙的未來
    玻爾茲曼熵公式可以說是科學史上爭議最大的公式，也是牽涉範圍最廣的公式，不但各路物理學大V紛紛加入戰團，就連社會學界對此也頗有非議，甚至還是民科的重災區。自從克勞修斯和開爾文爵士分別獨立提出熱力學第二定律以來，就已經宣告了第二類永動機不可能建成，但是諸位民科大神依然趨之若鶩，就是現在也經常有新聞報導某位民間大神研製成功第二類永動機，這是因為熱力學第二定律從根本上說還只是經驗的總結，並不是嚴格的物理學定律，其表述又明白如話，這讓民科大神們能自以為看明白了。
  • 熱力學傳奇之十三:被逼死的玻爾茲曼的理論推導出了第三定律
    換句話來說就是「當絕對溫度趨於零時，凝聚系(固體和液體）的熵（即熱量除以溫度的商）在等溫過程中的改變趨於零。」，熵這個概念可是玻爾茲曼的當家概念，這句話是什麼意思呢？有點不太好理解是吧，普朗克說我來解釋一下，當年在奧斯特瓦爾德和玻爾茲曼的論戰中，普朗克雖然內心支持玻爾茲曼，但由於他靦腆的性格，並沒有站出來支持玻爾茲曼，現在你們自家人都開始用玻爾茲曼的理論說話了，那還有什麼顧忌。
  • 國際單位千克、安培、開爾文、摩爾將全部改由自然常數定義!
    如果提案被通過，國際單位制7個基本單位中的4個，千克Kg，安培A，開爾文K，摩爾mol，將會有新的定義，將全部改由自然常數定義。但他們會被選擇在變化的時刻，新單位的大小將無法與舊單位區分。這將是1875年《米制公約》籤署以來，國際測量體系面臨的最重大變革，對科技創新、產業發展影響深遠。新定義預計將在2018年11月舉行的第26屆計量大會上獲得批准，並於2019年5月20日生效。
  • 520倒計時:國際單位制基本單位之坎德拉、開爾文、安培
    有所不同的是，2019年起，光視效能常數將成為定義的基礎，用它的值以及指定的單位一起來規定1坎德拉到底有多「強」。順便提一句，英文中的「坎德拉」（candela）與「蠟燭」（candle）聽上去挺像，這並非是偶然的。實際上，candela在拉丁文中就是的「蠟燭」。
  • 熱學要點(三):熱力學第二定律
    既然一切宏觀過程都是不可逆的，那說明任何宏觀過程都有一個自發進行的方向，相反的方向不能自動進行，熱力學第二定律就是用來保證這一點的，有了它，人們不再陷入那種迷茫，例如：有沒可能熱自動的從低溫物體傳到高溫物體呢？
  • 以後1公斤得這麼算
    本報北京11月16日電 記者陳海波從中國計量科學研究院獲悉，第26屆國際計量大會經各個成員國表決，於16日通過了關於「修訂國際單位制」的1號決議。根據決議，千克、安培、開爾文和摩爾等4個國際單位制分別改由普朗克常數h、基本電荷常數e、玻爾茲曼常數k和阿佛加德羅常數NA來定義。這是國際單位制自創建以來的最重大的變革，用實物原器定義測量單位的方法成為歷史，這將從根本上保證國際單位制的長期穩定性，對科技創新、產業發展和全球治理等影響深遠。
  • #熱力學與能量守恆
    但是還有很重要的一點，那就是你不需要用黑洞來論證視界的熱力學。這個結論適用於所有的觀察者。如果某一區域永遠在某人的視野之外，那麼這一區域就在這名觀察者自己的視界外。完全不需要提到黑洞。例如，如果你坐在一艘加速飛行的宇宙飛船裡，那麼只要你的領先得足夠多，那麼有一些光線將永遠不會追上你。這些光線就在你的視界之外。這種視界被稱為Rindler視界。在宇宙學中也會發生類似的事情。宇宙的膨脹是不斷加速的。