Wikiopiston opintotarjonta/Hakkarin koulu/Äidinkieli ja kirjallisuus/Artikkeli/8G kevät 2018/Kelvin

Kelvinasteikon määritelmä

Kelvinasteikolla nollakohta on absoluuttinen nollapiste. Celsiusasteikolla 0 Kelviniä on -273,15 Celsiusta ja Fhareheitessä se on −459,67. Kelvinin yksikön tunnus on "K". Se on yksi SI-järjestelmän yksiköistä.

Celsius- ja Kelvin-asteikoilla varustettu lämpömittari

Lämpötila	Celsius	Kelvin	farenheight
Absoluuttinen nollapiste	-273.15°C	0K	-459.67°F
Veden jäätymispiste	0°C	273.15K	32°F
Veden kiehumispiste	100°C	373.15K	212°F

	Kelvineistä	Kelvineiksi
Celsius	[°C] = [K] − 273.15	[K] = [°C] + 273.15
Fahrenheit	[°F] = [K] × ​9⁄5 − 459.67	[K] = ([°F] + 459.67) × ​5⁄9

Absoluuttinen nollapiste

Absoluuttinen nollapiste on lämpötla, jossa atomien liike lakkaa. Absoluuttinen nollapiste on käytännössä mahdoton saavuttaa. Se merkitsisi, että atomit olisivat täysin pysähtyneet. Matalin koskaan saavutettu lämpötila on ollut lähellä nollaa, vain 100 picoKelviniä (0,000 000 000 1 K). Tämä lämpötila onnistettiin saamaan Espoossa vuonna 2000. Mikroskooppisella tasolla on mahdotonta pysäyttää atomien värähtelyjä täysin. Pienin luonnossa mitattu lämpötila on -240°C (33.15K), jonka NASA mitttasi kuussa vuonna 2009. Bumerangi Nebula on kylmin asia, jonka tiedämme koko universuissa. Sen lämpötila on noin 1K. Tähtisumu sijaitsee kauriin tähdistössä 5000 valovuoden päässä.

Bumerangi nebula

Historia

Vuonna 1848 William Thompson kirjoitti paperin nimeltä "On an Absolute Thermometric Scale" siitä, kuinka maailma tarvisi lämpöasteikon jossa 0 piste olisi absoluuttinen nollapiste. William laski hänen läpömittarillansa, että absoluuttinen nollapiste olisi noin -273°C. Hän halusi että kelvinit toimisivat samanlailla kun celsiukset, mutta nollapistettä siirrettäisiin. Siitä syystä 273.15K on 0°C, mutta Fahrenheitteina se on 32°F

Kehittäjä

Brittifyysikko William Thomsonia (26 toukokuuta 1824 – 17 joulukuuta 1907), joka tunnetaan paremmin lordi Kelvininä, pidetään absoluuttisen nollapisteen "isänä". Hän esitti vuonna 1848 ensimmäisenä perustelut absoluuttisen nollapisteen olemassaololle. Celsius-asteikko oli jo otettu käyttöön ennen absoluuttisen nollapisteen keksimistä. Nykyisin lämpötilan perusyksikkönä on kelvin, joka on määritelty siten, että absoluuttinen nollapiste on 0 K.

William Thomson

Perhe

James Thomson oli matematiikan opettaja Royal Belfast Academical Institutionissa. James Thomson meni Margaret Gardnerin kanssa naimisiin vuonna 1817. Heidän lapsistaan eljä poikaa ja kaski tyttöä selvisi vauvaiästä. Margaret Thomson kuoli 1830, kun William oli vain kuusivuotias. Williamin isä opetti Williamia ja hänen veljeään kotona. Williamin vanhemmat siskot opettivat muita lapsia myös kotona. 1832 Williamin isä sai professorin työpaikan Glasgowissa. Heidän perhe muutti sinne 1833. 1839 Pojat joutuivat Pariisiin, vaikka heidän isänsä jäi Lontooseen. 1840 luvulla William Thomson asui Saksassa ja Alankomaissa, joissa hän opiskeli maan kieliä.

Elämä

Thompsonilla oli nuorena sydänongelmia ja hän melkein kuoli yhdeksänvuoiaana. Hän opiskeli Royal Belfast Academical Institutionissa jossa hänen isänsä oli professori. Myöhemmin hän meni opiskelemaan Glasgowiin jonne heidän perhe muutti. Koulussa Williamia kiinnosti fysiikka ja kemia. Hän voitti 12 vuotiaana koulussa palkinnon, koska hän käänsi latinan kielisen kirjan englanniksi. Vuonna 1839 hän viotti palkinnon hänen astronomian esseestään. Myöhemmin elämässään hän alkoi opiskella maaillmanlaajuista matematiikkaa. Hän kirjoitti kaksi tieteellistä kirjaa Philip Kellandin kirjan inspiroituneena. Kun hän oli lomalla Lamilashissä perheensä kanssa, hän kirjoitti hänen kolmannen, tärkeimmän kirjan. Kirja käsitteli lämpöliikettä ja sen yhteyttä sähköön. William otti osaa merikaapelin rakentamisessa 1869 James Alfred Ewingin kanssa. Williamin vaimo kuoli 17.5.1870, joka vaikutti Williamin elämään paljon. Hän tykkäsi purjehtia paljon, ja syyskuussa 1870 hän osti 120000£ purjeveneen. Hän nimesi laivan "Lalla Rookh". William viihdytti laivallaan hänen kavereitansa ja kolleegoita. Hänet nimitettiin 1871 tutkimaan HMS Captain laivan uppoutumista. Toukokuussa 1873 William oli laivamatkalla hänen kolleegoiden kanssa. Matkan tarkoitus oli laskea 4000km merikaapeia mereen. Merikaapeliin tuli kuitenkin vika ja seurueen piti pysähtyä 16 päiväksi Madeiraan. Siellä hän tapasi Charles R. Blandyn. 2. toukokuuta 1874 William ja Charles olivat Lalla Rookh purjeveneellä matkalla Maderiaan. Sillon William pyysi Charlesia vaimokseen ja Charles vastasi myöntävästi.

Kuolema

1860-1861 talvella William liukastui jäällä joka vahingoitti hänen jalkaansa. Siitä lähtien hän joutui kävelemään hänen toisen jalan varassa. Kaatuminen huononsi hänen kuntoaan paljon. Marraskuussa 1907 hän sairastui pahaan flunssaan ja hänen kuntonsa huononi hänen kuolemaansa saakka 17 joulukuuta jolloin hän kuoli hänen mökissään.

Lähteet

https://fi.wikipedia.org/wiki/Kelvin

https://en.wikipedia.org/wiki/Kelvin

https://zapatopi.net/kelvin/papers/on_an_absolute_thermometric_scale.html

http://physics.aalto.fi/fi/current/news/2016-02-03-002/

https://fi.wikipedia.org/wiki/Absoluuttinen_nollapiste

https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_zero

https://www.newscientist.com/article/dn18541-what-happens-at-absolute-zero/

https://www.seeker.com/this-is-the-coldest-place-in-the-universe-1767977507.html

https://www.livescience.com/39994-kelvin.html

https://en.wikipedia.org/wiki/William_Thomson,_1st_Baron_Kelvin

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14786445408651874

https://en.wikipedia.org/wiki/Boomerang_Nebula