开尔文

开尔文（英語：Kelvin）是温度的计量单位。它是國際單位制（SI）的七个基本單位之一，符號为K^{[註 1]}。以开尔文计量的温度标准称为热力学温标，其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中，绝对零度下所有热运动停止。早期1开尔文定义为水的三相点與绝对零度相差的1⁄273.16。^[1]水的三相点是0.01℃，因此温度变化1攝氏度，相当于变化1开尔文；現1开尔文由波茲曼常數定義。

此條目介紹的是温度单位。关于该温度单位的得名来源，请见「第一代开尔文男爵威廉·汤姆森」。关于其他用法，请见「开尔文 (消歧义)」。

提示：此条目的主题不是開爾文溫標。

开尔文
单位制	国际单位制基本单位
物理量名称	溫度
符号	K
得名	第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
正式定義
定義	克耳文，热力学温度單位，等於水的三相點的熱力學溫度的1/273.16。

2019年 开尔文
单位制	国际单位制基本单位
物理量名称	溫度
符号	K
得名	第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
正式定義
機構	國際度量衡委員會
制訂日期	2018國際度量衡大會
生效日期	2019年5月20日
定義	开尔文，符号K，國際單位制的热力学温度单位。当玻尔兹曼常数k以单位J⋅K−1，即kg⋅m2⋅s−2⋅K−1，表示时，将其固定数值取为6977138064900000000♠1.380649×10−23来定义开尔文，其中千克、米和秒用h、c和ΔνCs定义。

「kelvin」的各地常用譯名
中国大陸	开尔文
臺灣	克爾文
港澳	開爾文
星馬	开尔文

溫度計，左側單位爲攝氏度，右側單位爲克耳文

克氏温标得名自英國工程师和物理学家第一代开尔文男爵威廉·汤姆森。

历史

开尔文勋爵，该单位的同名人物

1848年

开尔文勋爵威廉·汤姆森在其论文《关于一种绝对温标》（On an Absolute Thermometric Scale）中写道，需要一种以“绝对的冷”（绝对零度）作为零点的温标，使用摄氏度作为其单位增量。汤姆森用当时的空气温度计测算出绝对零度等于−273℃。^[2]这种绝对温标现在称为开尔文热力学温标。

1954年

第10届国际计量大会（CGPM）第3号决议给出了热力学温标的现代定义，表明水的三相点为其第二定义点，并规定將其温度訂定为273.15开。^[3]

1967-1968年

第13届CGPM第3号决议将热力学温度的单位增量由“绝对度”（符号K）更名为“开尔文”（符号K）。^[1]同时，因为意识到要更明确地定义单位增量的程度的必要，第13次在国际度量衡大会第4号决议中指出“开尔文，热力学温度单位，等于水的三相点的热力学温度的1⁄273.16。”^[1]

2005年

国际计量委员会声称为了阐明水的三相点的温度，开尔文热力学温标中的定义适用于VSMOW标准中规定的水有同位素结构。^[4]

重新定义

2005年，国际计量委员会着手于重新定义开尔文，让它有一个更严格的定义。當時的定义并不能满足于在低于20 K和高于1300 K处的使用。^[5] 委员会提出，应重新定义开尔文，以使得波尔兹曼常数是一个定值6977138065049999999♠1.3806505×10⁻²³ J/K。^[6]委员会原本希望，这个项目会在2011年的国际度量衡大会上通过，但到了2011年，这个提议又被推后到2014年，成为更大的项目中的一部分。^[7]

新定义提案于2018年11月16日通过，已于2019年5月20日起生效。^[8]

从科学的观点来看，这个新定义会使开尔文和其它国际标准单位连接起来，并且可以不再依赖于某种特定的物质。从实际的观点来看，这个新定义不会造成任何区别，水在一个大气压下的凝固点仍然是0℃（32℉，273.15 K）。^[9]

实际使用

色温

主条目：色温

参见：斯特藩-玻尔兹曼常数

开尔文常用于测量光源的色温。色温基于黑体发出的光的颜色取决于辐射体的温度的原理。温度低于约4000 K的黑体为浅红色，温度高于约7500 K为浅蓝色。色温在投影和摄影的领域很重要，约5600 K的色温需要匹配“日光”胶片。在天文学领域，恒星的光谱和它们在赫罗图中的位置部分取决于他们的表面温度，被称作有效温度。例如，太阳的光球的有效温度为5778 K。

与其他温度单位之间的转换

主条目：温度单位换算

	從開氏溫標換算至其他溫度單位	從其他溫度單位換算至開氏溫標
攝氏溫標	[℃] = [K] - 273.15	[K] = [℃] + 273.15
華氏溫標	[℉] = [K] × 9⁄5 − 459.67	[K] = ([℉] + 459.67) × 5⁄9
蘭金溫標	[R] = [K] × 9⁄5	[K] = [R] × 5⁄9
德利尔温标	[°De] = (373.15 − [K]) × 3⁄2	[K] = 373.15 − [°De] × 2⁄3
牛頓溫標	[°N] = ([K] − 273.15) × 33⁄100	[K] = [°N] × 100⁄33 + 273.15
列氏溫標	[°Ré] = ([K] − 273.15) × 4⁄5	[K] = [°Ré] × 5⁄4 + 273.15
羅氏溫標	[°Rø] = ([K] − 273.15) × 21⁄40 + 7.5	[K] = ([°Rø] − 7.5) × 40⁄21 + 273.15

註釋

1. 注意沒有°符號在K前面（與攝氏度和華氏度不同）。在1954年時的名稱為「開氏度」（°K，有°符號），後於1967年改名為「開爾文」（K，不含°符號）。

参考文献

1. Resolution 4: Definition of the SI unit of thermodynamic temperature (kelvin). Resolutions of the 13th CGPM. 国际度量衡局. 1967 [2008-02-06]. （原始内容存档于2007-06-15）.
2. Thomson, William. On an Absolute Thermometric Scale. Philosophical Magazine. October 1848 [2008-02-06]. （原始内容存档于2008-02-01）.
3. Resolution 3: Definition of the thermodynamic temperature scale. Resolutions of the 10th CGPM. 国际度量衡局. 1954 [2008-02-06]. （原始内容存档于2007-06-23）.
4. Unit of thermodynamic temperature (kelvin). SI Brochure, 8th edition. Bureau International des Poids et Mesures: Section 2.1.1.5. 1967 [2008-02-06]. （原始内容存档于2007-09-26）.
5. J. Fischer1; et al. Report to the CIPM on the implications of changing the definition of the base unit kelvin (PDF). International Committee for Weights and Measures (CIPM). 2007-05-02 [2010-02-23]. （原始内容存档 (PDF)于2008-11-23）. 引文格式1维护：显式使用等标签 (link)
6. Ian Mills. Draft Chapter 2 for SI Brochure, following redefinitions of the base units (PDF). CCU. 29 September 2010 [2011-01-01]. （原始内容存档 (PDF)于2020-05-18）.
7. General Conference on Weights and Measures approves possible changes to the International System of Units, including redefinition of the kilogram. (PDF) (新闻稿). Sèvres, France: General Conference on Weights and Measures. 23 October 2011 [25 October 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2012-02-09）.
8. Historic Vote Ties Kilogram and Other Units to Natural Constants. NIST. 2018-11-16 [2018-11-16]. （原始内容存档于2019-05-29） （英语）.
9. Updating the definition of the kelvin (PDF). International Bureau for Weights and Measures (BIPM). [2010-02-23]. （原始内容存档 (PDF)于2008-11-23）.