Kelvin para niños
Datos para niños Kelvin |
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| Estándar | Unidades básicas del Sistema Internacional | |
| Magnitud | Temperatura | |
| Símbolo | K | |
| Nombrada en honor de | William Thomson, Lord Kelvin | |
El kelvin (símbolo: K) es la unidad de temperatura que forma parte del Sistema Internacional de Unidades (SI). Fue creada en 1848 por William Thomson, quien más tarde sería conocido como Lord Kelvin. Esta escala se basa en el grado Celsius, pero tiene un punto de partida diferente: el cero absoluto.
A sus 24 años, William Thomson propuso esta escala de temperatura. La unidad fue nombrada en su honor en 1968. El kelvin es una de las unidades fundamentales que los científicos usan para medir diferentes cosas en el mundo.
Contenido
¿Qué es el Kelvin y cómo se define?
El kelvin es la unidad de temperatura en la escala termodinámica. Esto significa que mide la energía térmica de las partículas. Desde noviembre de 2018, el kelvin se define usando un valor exacto de la constante de Boltzmann. Esta constante es un número muy importante en la física.
Antes, el kelvin se definía usando el punto triple del agua. El punto triple es una temperatura y presión específicas donde el agua puede existir como hielo, líquido y vapor al mismo tiempo. Ahora, la definición es más precisa y no depende de una sustancia específica.
¿Qué es el cero absoluto?
La importancia del kelvin radica en su punto de partida: el cero absoluto. Esta temperatura es de 0 K, que equivale a aproximadamente -273.15 °C. En el cero absoluto, las moléculas y átomos de un sistema tienen la menor energía térmica posible. Es el punto más frío que se puede alcanzar. Ningún objeto puede tener una temperatura más baja que el cero absoluto.
A la temperatura medida en kelvin se le llama «temperatura absoluta». Es la escala de temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en física y química.
Usos del Kelvin en la vida diaria y la ciencia
El kelvin no solo se usa en laboratorios. También tiene aplicaciones prácticas en áreas como la fotografía y la iluminación.
¿Cómo se usa el Kelvin en la temperatura de color?
En fotografía, vídeo y cine, los kelvin se usan para medir la temperatura de color de la luz. Cuando un objeto se calienta, emite luz de diferentes colores según su temperatura. Por ejemplo, un objeto a 4000 K puede verse rojizo, mientras que uno a 7500 K se ve azulado.
Algunos ejemplos de temperatura de color:
- La salida o puesta del sol tiene una temperatura de color de unos 1600 K.
- Una lámpara normal de filamento (tungsteno) tiene unos 2800 K.
- La luz del día para fotografía es de 5500 K.
- El sol al mediodía con cielo despejado es de 5200 K.
- Los días nublados tienen una luz más azul, de 6000 K o más, llegando a 11 000 K.
Es importante recordar que la temperatura de color no es la temperatura real del objeto que emite la luz.
Kelvin en la electrónica
En electrónica, el kelvin se usa para medir el "ruido" de un circuito. El ruido es una señal no deseada que puede interferir con el funcionamiento de los aparatos. El kelvin ayuda a los ingenieros a entender cuán ruidoso es un circuito en relación con el ruido de fondo.
Historia del Kelvin
La escala Kelvin tiene una historia interesante que se relaciona con otras escalas de temperatura.
¿Cómo se desarrolló la escala Kelvin?
En el siglo XVIII, se crearon varias escalas de temperatura, como la Fahrenheit y la Celsius. Estas escalas usaban puntos de referencia fáciles de reproducir, como el punto de congelación y ebullición del agua. Por ejemplo, la escala Celsius definía 0 grados como el punto de congelación del agua y 100 grados como el punto de ebullición.
Entre 1787 y 1802, científicos como Jacques Charles y Joseph Louis Gay-Lussac descubrieron que los gases cambiaban su volumen de forma lineal con la temperatura. Esto sugería que el volumen de un gas llegaría a cero si se enfriaba a unos -273 °C. Esta idea fue clave para el concepto de cero absoluto.
La contribución de Lord Kelvin
En 1848, William Thomson, quien más tarde sería conocido como Lord Kelvin, publicó un trabajo sobre una escala de temperatura "absoluta". Él propuso una escala donde todos los grados tuvieran el mismo valor en términos de energía. Calculó que el "frío infinito" (cero absoluto) equivalía a -273 °C.
En 1892, Thomson recibió el título de Lord Kelvin, en honor al río Kelvin cerca de la Universidad de Glasgow.
En el siglo XX, la escala Kelvin se conocía a veces como "escala Celsius absoluta". En 1954, se definió el punto triple del agua como 273.16 kelvin. Finalmente, en 1967, la unidad se renombró oficialmente a "kelvin" (K), sin el símbolo de grado (°).
La redefinición de 2019
En 2019, el kelvin fue redefinido para ser aún más preciso. Ahora se basa en la constante de Boltzmann, un valor exacto y universal. Esto permite mediciones más exactas, especialmente en temperaturas muy bajas o muy altas. Aunque la definición cambió, en la práctica, el agua sigue congelándose a 273.15 K (0 °C).
Kelvin y la energía
En física estadística, la energía de las partículas en un sistema es proporcional a su temperatura absoluta. Esto significa que si conoces la temperatura en kelvin, puedes calcular la energía de las partículas, y viceversa. La constante de Boltzmann es la clave para esta relación.
Símbolo Unicode del Kelvin
El símbolo del kelvin en los sistemas informáticos es la letra mayúscula K. Aunque existe un símbolo especial para el kelvin en Unicode (U+212A), se recomienda usar simplemente la letra K mayúscula normal.
Galería de imágenes
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Un baño de agua con hielo se usaba para calibrar termómetros.
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Lord Kelvin, quien dio nombre a la unidad de medida.
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Un diagrama de fases muestra cómo una sustancia cambia entre sólido, líquido y gas.
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El kelvin ahora se define usando constantes universales.
Véase también
