كلفن

كلفن (بالإنجليزية: Kelvin)‏ من وحدات القياس المعتمدة في النظام الدولي للوحدات لقياس درجة الحرارة ويرمز له بالرمز (K). سميت بهذا الاسم نسبة إلى الفيزيائي والمهندس البريطاني اللورد كلفن.

نادراً ما تستخدم وحدة الكلفن في الحياة العامة، ولكنها ذات أهمية خاصة في المجالات الفهمية المتنوعة. يُستخدم الكلفن في القياسات الفهمية لأنه مقياس لدرجة نشاط الجزيئات في المادة، أي أنه عند درجة 0 كلفن (الصفر المطلق) تتوقف حركة الجزيئات تماماً.

تاريخ

1848

خط لورد كلفن ورقة عن الحرارة المُطلقة أوالبرد المطلق (الصفر المطلق)، واستخدم فيها وحدة جديدة تكون درجة الصفر فيها هي درجة الحرارة التي تتوقف عندها حركة الجزيئات. وقد حسب الصفر المُطلق وتوصل إلى أنه يساوي على المقياس المئوي 273ْ-. ويُعهد هذا المقياس المُطلق اليوم بـ"مقياس كلفن الديناميكي الحراري".

1954

القرار الثالث في "المؤتمر العام العاشر للأوزان والمقاييس" منح مقياس الكلفن تعريفه الحديث بتعيين حرارة النقطة الثلاثية للمياه (درجة 0 مئوية) كالنقطة التعريفية الثانية لمقياس الكفلن، وتم تحديد حرارتها بـ273.16 كلفن بالضبط (ومن ثم فإن الصفر المُطلق هودرجة 273.16- مئوية).

1968/1967

القرار الثالث في "المؤتمر العام الثالث عاشر للأوزان والمقاييس" أطلق تسمية "كلفن" على هذا المقياس الديناميكي الحراري، ورمزه هو"ك" (K)، وإلى الدرجة المطلقة بـ"كْ" (Kْ). وكان القرار الرابع: "الكلفن، وحدة الحرارة، تساوي 1/273.16 من حرارة النقطة الثلاثية للماء".

الكلفن ومقاييس الحرارة الأخرى

درجة الكلفن الواحدة تساوي درجة مئوية واحدة، أي أنه لا فرق في مقدار جميع درجة بين مقياس الكلفن والمقياس المئوي، بل الفرق هوفقط درجة الصفر في جميع من المقياسين. ودرجة الصفر في مقياس الكلفن تساوي على المقياس المئوي °273.15- بالضبط.

وترتبط وحدة الكلفن مع وحدات الحرارة الأخرى حسب العلاقات التالية:

درجة كلفن = الدرجة المئوية + 273.15

أي

K = °C + 273,15

درجة كلفن = (الدرجة الفهرنهايتية + 459.67)/1.8

أي K = (°F + 459,67) / 1,8

وهذا جدول يُبيّن كيفية تحويل مقاييس الحرارة الأخرى من وإلى الكلفن:

المقياس	من الحرارة	إلى الحرارة
المئوي	[°C] = [K] − 273.15	[K] = [°C] + 273.15
الفهرنهايتي	[°F] = [K] × 9⁄5 − 459.67	[K] = ([°F] + 459.67) × 5⁄9
الرانكايني	[°R] = [K] × 9⁄5	[K] = [°R] × 5⁄9

الاستخدام

الحرارة اللونية

كثيرا ما يُستخدم الكلفن في قياس الحرارة اللونية لمصادر الضوء. درجة الحرارة اللونية تعتمد على مبدأ حتى الجسم الأسود المُشع يبتعث ضوءاً يعتمد لونه على حرارة الجسم المُشع. الأجسام السوداء التي تملك حرارة تحت حوالي 4000ك تبدومحمرّة، في حين حتى التي تملك حرارة فوق حوالي 7500ك تبدومزرقّة. الحرارة اللونية هامة في مجالات مثل التصوير الفوتوغرافي، فمثلاً درجة حرارة لونية قريبة من 5600ك تتطلب مستحلبات أفلام مثل التي تستخدم لضوء النهار. في الفلك، تصنيف أنواع النجوم في التصنيف النجمي وتصنيف هرتزشبرونج-راسل يعتمد على حرارتها السطحية. حيث حتى هذه التصنيفات تعتمد على طيف النجوم والذي يعتمد حرارتها السطحية. وباستخدام هذه التصانيف، بالإمكان فهم الحرارة السطحية والضياء ومتوسط الكتلة والقطر بواسطة أطياف النجوم.

الصفر المطلق

الصفر المطلق (0 كلفن) هوأخفض درجة حرارة في الطبيعة وتتوقف عندها حركة الجزيئات. لا يُمكن عملياً الوصول إلى درجة الصفر المطلق، ولكن يمكن فقط الاقتراب منها.

انظر أيضاً

درجة الحرارة
درجة مئوية
درجة فهرنهايت
نقطة ثلاثية
الصفر المطلق

مراجع

↑ العنوان : Quantities and units—Part 1: General — الاصدار الأول — الباب: 6.5.2 — الصفحة: 17 — الناشر: المنظمة الدولية للمعايير وسم <ref> غير صالح؛ الاسم "1750d614542bfc4a7d9bd8583e155ed40f07fe8c" معهد أكثر من مرة بمحتويات مختلفة.
↑ النص الكامل متوفر في: https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-concise-EN.pdf — العنوان : SI A concise summary of the International System of Units, SI
^ النص الكامل متوفر في: http://www.wurvoc.org/vocabularies/om-1.8/?exportFormat=application%2Fx-turtle — الرخصة: Creative Commons Attribution 3.0 Netherlands
^ Thomson, William (1848). "On an Absolute Thermometric Scale". Philosophical Magazine. مؤرشف من الأصل في 11 مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 06 فبراير 2008.
^ "Resolution 3: Definition of the thermodynamic temperature scale". Resolutions of the 10th CGPM. Bureau International des Poids et Mesures. 1954. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو2007. اطلع عليه بتاريخ 06 فبراير 2008.
^ ". Resolutions of the 13th CGPM. Bureau International des Poids et Mesures. 1967. مؤرشف من الأصل في 01 أكتوبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 06 فبراير 2008.
^ "Resolution 4: Definition of the SI unit of thermodynamic temperature (kelvin)". Resolutions of the 13th CGPM. Bureau International des Poids et Mesures. 1967. مؤرشف من الأصل في 15 يونيو2007. اطلع عليه بتاريخ 06 فبراير 2008.