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Thermodynamique.
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Kelvin. Echelle et unité de température du système international

Kelvin. Echelle et unité de température du système international

Kelvin est l'unité de températurethermodynamique du système international. C'est l'une des sept unités de température de base. Son symbole dans le système international d'unités est K.

Cette unité de mesure a été créée sur la base du degré Celsius (anciennement degrés Celsius). 

Il s'agit de l'unité de température appropriée à utiliser dans des unités dérivées, telles que W / (m·K) ou à avoir un préfixe, tel que milli en mK.

Cette unité porte le nom du mathématicien, ingénieur et physicien britannique William Thomson Kelvin. Plus tard, il a été nommé lord Kelvin.

Le postulat de Kelvin est la formulation donnée par Lord Kelvin du second principe de la thermodynamique. Il est équivalent au postulat de Clausius.

Son énoncé est le suivant :

"Une transformation thermodynamique dont le seul résultat final serait de transformer en travail de la chaleur extraite d'une source à température uniforme est impossible".

Définition de Kelvin

Le Kelvin (ancien degré Kelvin) est défini sur la base de 2 facteurs,

Le 0 k correspond au zéro absolu, qui est la température la plus basse pouvant être atteinte. À 0 K, il n'y a pas de mouvement au niveau moléculaire. 

Un K est exactement la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau. Une différence est la même difference de température en degrés Celsius.

La température triple de l'eau est la température à laquelle l'eau peut être à la fois solide, liquide et gazeuse. La température du fusion du glace est 273 k qui correspond au 0 degrés Celsius.

Échelle Kelvin

L' échelle de température Kelvin est une échelle de température absolue avec zéro au zéro absolu.

Cette échelle est une échelle de température thermodynamique (absolue) où le zéro absolu est zéro (0 K). L'absence théorique d'énergie.

Étant une échelle absolue, elle n'a pas de degrés. Il s'agit d'une différence par rapport aux échelles Celsius et Fahrenheit qui ont respectivement des degrés Celsius et des degrés Fahrenheit.

Échelle absolue

Son système de mesure fait référence au zéro absolu. Le zéro absolu correspond à la température la plus basse qui, en théorie, puisse être obtenue dans n'importe quel système macroscopique. Pour cette raison, c'est une échelle absolue.

Pour la même raison, le symbole de degré (°) n'est pas placé avant le symbole K.

Parfois, il peut être vu écrit comme un degré, ou avec le symbole ° K pour essentiellement deux raisons:

  1. Par analogie avec le degré Celsius

  2. Pourquoi autrefois, on l'appelait un degré Kelvin.

Utilisations pratiques du kelvin

Le degré Kelvin est utilisé dans de nombreux aspects de la physique. Ci-dessous, nous présentons deux applications dans lesquelles cette unité est d'une importance particulière.

  • Température de couleur

  • Mesure du bruit

Température de couleur

Kelvin est souvent utilisé pour mesurer la température d'échelle de couleur des sources lumineuses.

La température de couleur est basée sur le principe qu'un radiateur à corps noir émet de la lumière. La couleur de cette lumière dépend de la température du radiateur.

Les corps noirs avec des températures inférieures à environ 4000 K apparaissent rougeâtres, tandis que ceux supérieurs à 7500 K apparaissent bleuâtres.

Kelvin comme mesure du bruit

En électronique, le kelvin est utilisé comme indicateur de la façon dont un circuit est bruyant par rapport au niveau de bruit final. C'est-à-dire la température de bruit.

Le bruit dit de Johnson-Nyquist des résistances et condensateurs discrets peut être utilisé pour déterminer la température de bruit d'un circuit en utilisant les formules Friis pour le bruit.

Résumé

Kelvin est l'unité du système international de mesures pour exprimer la température.

L'échelle de température Kelvin est une échelle absolue. Il a un point zéro au point zéro absolu. La valeur de cette échelle est directement proportionnelle à la valeur attendue de l'énergie du mouvement thermique d'une substance.

La plage de degrés est la même que celle de l'échelle Celsius. C'est-à-dire lorsque les différences de température sont exprimées 1 K = 1 ° C.

Références

Auteur :

Date de publication : 28 août 2017
Dernier examen : 6 juin 2020