Kelvin

Kelvin ialah unit ukuran suhu pada skala suhu (mutlak) termodinamik.

Mengikut takrifan BIPM:

"Kelvin, unit suhu termodinamik, ialah pecahan 1/273.16 daripada suhu termodinamik titik tigaan air."

Melalui persetujuan antarabangsa, unit "kelvin" dan skalanya ditakrifkan oleh dua titik: sifar mutlak, dan titik tigaan air lautan yang disediakan secara khas. Sifar mutlak merupakan titik nol skala kelvin (0 K) dan merupakan keadaan di mana semua pergerakan (kinetik) suhu untuk zarah-zarah yang membentuk jirim berhenti dan berada dalam keadaan rehat dari segi bukan mekanik kuantum yang "klasik". Titik tigaan air ditakrifkan sebagai tepat 273.16 K. Takrif ini menetapkan setiap pertambahan 1-kelvin sebagai tepat satu bahagian dalam 273.16 bahagian antara perbezaan sifar mutlak dengan titik tigaan air. Satu kelvin mempunyai magnitud yang tepat sama dengan pertambahan satu darjah dalam skala Celsius, kecuali hanya bahawa titik nol Celsius adalah tidak sama; 0 °C = 273.15 K.)

Unit ini dinamakan sempena William Thomson, Baron Pertama Kelvin, seorang ahli fizik kelahiran Ireland Utara yang mula mengusulkan suatu skala menyukat suhu yang mutlak.

Berbagai-bagai alasan telah diberikan tentang mengapa nama "kelvin" ditulis dalam huruf kecil dan simbolnya, "K", tidak didahului oleh simbol ° (darjah). Umpamananya, sebilangan sumber mengatakan bahawa kelvin tidak mempunyai simbol darjah kerana ia merupakan skala mutlak (sifar mutlak perujukan). Bagaimanapun, takrif "darjah" ialah "unit pembahagian atau senggatan" dan oleh itu, tidaklah mengapa di mananya titik skala suhu. Walaupun begitu, simbol untuk Rankine (juga suatu skala mutlak) didahului oleh simbol darjah.

Terdapat dua alasan mudah tentang mengapa nama unit kelvin dan simbolnya ditulis sebegitu: Meskipun kelaziman penamaan yang digunakan secara sejarah untuk skala-skala suhu yang lain, nama-nama unit SI tidak pernah menggunakan huruf besar. Selain itu, Persidangan Agung Timbang dan Ukur Antarabangsa (CGPM) pada tahun 1967 mengisytiharkan bahawa simbol kelvin, K, tidak akan lagi didahului oleh simbol darjah kerana kelvin tidak lagi akan merujuk kepada seluruh skala; ia hanya akan diakui sebagai rujukan kepada satu unit individu yang membentuk skala. Oleh itu, nilai nombor yang didahului dengan simbol unit hanya akan menentukan "berapanya kelvin" (serupa dengan 15 km atau 4 µg). Oleh sebab kelvin tidak lagi merujuk kepada seluruh skala sejak 1967, ia tidak sesuai, baik dirujuk sebagai suatu kedudukan berkait darjah di dalam skala mahupun mendahului "K" dengan simbol ° (darjah).

Perhatikan bahawa simbol (bukan singkatan) untuk unit kelvin selalu ditulis dengan huruf besar K (versi huruf kecil ialah awalan SI untuk 1 x 10³) dan tidak pernah menggunakan huruf condong. Serupa dengan semua unit SI yang lain, terdapat satu ruang antara nilai dan simbol, umpamanya "99.987 K".

Unikod merangkumi "tanda kelvin" dalam U+212A (dalam pelayar, ia kelihatan seperti K). Bagaimanpun, "tanda kelvin" dihuraikan secara berkanun menjadi U+004B, dan dilihat sebagai suatu kesilapan pengekodan (pendulu). Oleh itu, adalah lebih baik untuk menggunakan U+004B (K) secara langsung.

Kelvin dan Celsius

Skala suhu Celsius kini ditakrifkan dari segi kelvin, dengan 0 °C sama dengan 273.15 kelvin.

• Kelvin ke darjah Celsius
  ${\displaystyle \mathrm {C} =\mathrm {K} -273.15}$ 

Kelvin dan elektronvolt

Dalam sesetengah bidang, khususnya fizik plasma, elektronvolt (eV) digunakan sebagai unit 'suhu'. Penukaran ini mempergunakan k, pemalar Boltzmann.

${\displaystyle {1{\mbox{ eV}} \over k}={1.6022\times 10^{-19}{\mbox{J}} \over 1.380650\times 10^{-23}{\mbox{J/K}}}=11605{\mbox{ K}}}$ 

Dalam kejuruteraan dan khususnya dalam sains, skala-skala Celsius dan kelvin sering digunakan dengan serentak dalam rencana yang sama, umpamanya "nilainya diukur ialah 0.01023 °C dengan ketidakpastian sebanyak 70 µK". Disebabkan perkataan "Celsius" merujuk kepada seluruh skala, dan simbol "°C" merujuk kepada satu senggatan yang tertentu dalam skala tersebut, nilai-nilai yang diberikan sebagai darjah Celsius lebih tepat dirujuk sebagai suatu suhu yang tertentu, umpamanya "takat lebur galium ialah 29.7646 °C". Dalam carta, nilai "25 °C" (suhu bilik) boleh mengelirukan jika ia sebenarnya bertujuan untuk mewakili sesuatu seperti toleransi.

Sebaliknya, simbol "K" digunakan secara betul dengan dua cara. Oleh sebab perkatan "kelvin" secara rasmi dirujuk sebagai unit ukuran individu — bukannya seluruh skala — ia adalah sesuai untuk memberikan perbezaan antara suhu-suhu dan ketidakpastiannya, umpamanya "Agar-agar menunjukkan histeresis takat lebur sebanyak 25 kelvin", dan "Kesilapannya 10 milikelvin"). Sudah tentu, kelvin juga digunakan untuk memberikan suhu-suhu tertentu pada sepanjang skala mutlaknya, umpamanya "Takat tigaan hidrogen ialah 13.8033 kelvin".

Dalam rencana-rencana saintifik dan teknik, Celsius tidak digunakan untuk memberikan perbezaan antara suhu-suhu atau ketidakpastiannya. Simbol ° (darjah) sebelum "C" mempunyai konotasi yang kuat bahawa nilai itu merujuk kepada sesuatu titik yang tertentu dalam skala Celsius — sesuatu suhu yang tertentu. Memperhatikan peringatan ini (bukan peraturan yang tegas dan ketat) akan mengelakkan sebarang kekeliruan. Peringatan ini tidak semestinya membabitkan rencana-rencana bukan teknik bagi orang ramai di mana kedua-dua kelvin dan simbol K tidak begitu difahami dan boleh mengelirukan.

Templat:Huruf kecil unit SI

• Celsius
• Fahrenheit
• ITS-90
• Rankine
• Sifar mutlak
• Suhu
• Suhu termodinamik
• Titik tigaan