Kelvin – Was ist das? Eine Definition

Das Kelvin – benannt nach einem britischen Physiker – ist die Einheit des Internationalen Systems (SI) für die thermodynamische Temperatur. Das Symbol für Kelvin ist K. Im Gegensatz zum Grad Celsius ist das Kelvin ein absolutes Maß für die Temperatur, das durch den dritten Hauptsatz der Thermodynamik definiert ist. Dieser besagt, dass die Entropie eines Systems bei 0 K gleich Null ist.

Eine praktische Definition des Kelvin wurde schließlich auf der 10. Allgemeinen Konferenz für Maß und Gewicht im Jahr 1954 gegeben. Diese Konferenz wählte den Tripelpunkt des Wassers als Bezugspunkt. Von da an war das Kelvin der Bruchteil 1/273,16 der thermodynamischen Temperatur dieses Tripelpunkts. Bei dieser Temperatur besteht Wasser in festem, flüssigem und gasförmigem Zustand nebeneinander. Dann, im Jahr 2019, definiert die 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht das Kelvin erneut neu. Diesmal in Bezug auf den festen numerischen Wert der Boltzmann-Konstante k, der 1,380649×10-23 J/K beträgt. Ein Kelvin entspricht nun der Änderung der thermodynamischen Temperatur, die sich aus einer Änderung der Wärmeenergie kT von 1,380649×10-23 J ergibt.

Der Zusammenhang zwischen °C und K

Beachten Sie, dass die Temperatur von 0 K dem sogenannten absoluten Nullpunkt entspricht. Wenn wir das in Grad Celsius umrechnen, erhalten wir eine Temperatur von -273,15 °C. Da das Kelvin den gleichen Wert hat wie das Grad Celsius (1 K = 1 °C), lässt sich aus der Beziehung T (K) = t (°C) + 273,15 leicht ableiten, dass die Schmelztemperatur von Eis (0 °C) gleich 273,15 K und die Siedetemperatur von Wasser (100 °C) gleich 373,15 K ist.

Das Kelvin wird auch zur Angabe der sogenannten Farbtemperatur verwendet. Diese besondere Temperatur ermöglicht es, eine Lichtquelle zu charakterisieren, indem man ihre Farbe mit der eines schwarzen Körpers vergleicht. Ein schwarzer Körper entspricht einem Modell, das Licht nur durch thermische Wirkung aussendet. Die Farbtemperatur entspricht also nur dann annähernd der tatsächlichen Temperatur der Lichtquelle, wenn sie Licht durch Glühen erzeugt. Bei anderen Quellen ist die Farbtemperatur viel höher.

Urhebender Autor: Redaktion Futura