Kelvin

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Para outros usos deste termo, veja-se Kelvin (desambiguación).

kelvin
Regular:	Unidades básicas do Sistema Internacional
Magnitude:	Temperatura
Símbolo:	K
Nomeada por:	William Thomson (Lord Kelvin)

O kelvin (dantes chamado grau Kelvin),^[1] simbolizado como K, é a unidade de temperatura da escala criada por William Thomson no ano 1848, sobre a base do grau Celsius, estabelecendo o ponto zero no zero absoluto (−273,15 °C) e conservando a mesma dimensão. William Thomson, quem mais tarde seria Lord Kelvin, a seus 24 anos introduziu a escala de temperatura termodinámica, e a unidade foi nomeada em sua honra.

É uma das unidades do Sistema Internacional de Unidades e corresponde a uma fracção de 1/273,16 partes da temperatura do ponto triplo da água.^[2] Representa-se com a letra K, e nunca "°K". Actualmente, seu nome não é o de graus kelvin", senão simplesmente "kelvin".^[2]

Coincidindo o incremento em um grau Celsius com o de um kelvin, sua importância radica no 0 da escala: a temperatura de 0 K é denominado 'zero absoluto' e corresponde no ponto no que as moléculas e átomos de um sistema têm a mínima energia térmica possível. Nenhum sistema macroscópico pode ter uma temperatura inferior. À temperatura medida em kelvin chama-se-lhe "temperatura absoluta", e é a escala de temperaturas que se usa em ciência, especialmente em trabalhos de física ou química.

Também em iluminação de vídeo e cinema se utilizam os kelvin como referência da temperatura de cor. Quando um corpo negro é aquecido emitirá um tipo de luz segundo a temperatura à que se encontra. Por exemplo, 1.600 K é a temperatura correspondente à saída ou posta do sol. A temperatura da cor de um lustre de filamento de tungsteno corrente é de 2.800 K. A temperatura da luz utilizada em fotografia e artes gráficas é 5.000 K e a do sol ao meio dia com céu despejado é de 5.200 K. A luz dos dias nublados é mais azul, e é a mais de 6.000 K.

Factores de conversão

A escala Celsius define-se na actualidade em função da escala Kelvin ou escala absoluta:

T [K] = t_C [°C] + 273,15

Não obstante, uma diferença de temperatura tem o mesmo valor em ambas escalas.

T₁ [K] - T₂ [K] = t_C1 [°C] - t_C2 [°C]; ΔT [K] = Δt_C [°C]
Exemplos de temperaturas notáveis

Zero absoluto: 0 K = −273,15 °C
Ponto de fusão da água a uma atmosfera de pressão (760 mmHg): 273,15 K = 0 °C
Ponto triplo da água (4,58 mmHg): 273,16 K = 0.0098 °C

Múltiplos do SE

A seguir uma tabela dos múltiplos e submúltiplos do Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos do Sistema Internacional para kelvin (K)
Valor	Símbolo	Nome	Valor	Símbolo	Nome
Submúltiplos			Múltiplos
10^–1 K	dK	decikelvin	10¹ K	daK	decakelvin
10^–2 K	cK	centikelvin	10² K	hK	hectokelvin
10^–3 K	mK	millikelvin	10³ K	kK	kilokelvin
10^–6 K	µK	microkelvin	10⁶ K	MK	megakelvin
10^–9 K	nK	nanokelvin	10⁹ K	GK	gigakelvin
10^–12 K	pK	picokelvin	10¹² K	TK	terakelvin
10^–15 K	fK	femtokelvin	10¹⁵ K	PK	petakelvin
10^–18 K	aK	attokelvin	10¹⁸ K	EK	exakelvin
10^–21 K	zK	zeptokelvin	10²¹ K	ZK	zettakelvin
10^–24 K	yK	yoctokelvin	10²⁴ K	YK	yottakelvin
Prefixos comuns de unidades estão em negrita.

Esta unidade do Sistema Internacional é nomeada assim em honra a Lord Kelvin. Nas unidades do SE cujo nome prove do nome próprio de uma pessoa, a primeira letra do símbolo se escreve com maiúscula (K), enquanto seu nome sempre começa com uma letra minúscula (kelvin), salvo no caso de que inicie uma frase ou um título.

Baseado em The International System of Units, secção 5.2.

A física estatística diz que, em um sistema termodinámico, a energia contida pelas partículas é proporcional à temperatura absoluta, sendo a constante de proporcionalidade a constante de Boltzmann. Por isso é possível determinar a temperatura de umas partículas com uma determinada energia, ou calcular a energia de umas partículas a uma determinada temperatura. Isto se faz a partir do denominado princípio ou teorema de equipartición. O princípio de equipartición estabelece que a energia de um sistema termodinámico é:

$E_c=\frac{n}{2}k_BT$

onde:

$k_B\,$ é a constante de Boltzmann
$T\,$ é a temperatura expressada em kelvin
$n\,$ é o número de graus de liberdade do sistema (por exemplo, em sistemas monoatómicos onde a única possibilidade de movimento é a translação de umas partículas com respeito a outras nas três possíveis direcções do espaço, n tanto faz a 3).

Referências

↑ Tipler, Paul A. (1991) Física preuniversitaria. Reverté. Vol. 1. Pág 301. ISBN 978-84-291-4375-1
↑ ^a b Bureau International dês Poids et Mesures (BIPM). «Unit of thermodynamic temperature (kelvin)» (em inglês). Consultado o 15 de dezembro de 2009.