Kelvin

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Nota disambigua - Se stai cercando informazioni sullo scienziato, vedi Lord Kelvin.

Il kelvin (simbolo K) è l'unità di misura della temperatura, ed una delle sette unità base del Sistema Internazionale.

Il kelvin è definito come 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua.

Per "temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua" si intende la differenza di temperatura fra lo zero assoluto (pari a -273,15 °C) e il punto triplo dell'acqua (0,01 °C). Lo zero della scala kelvin è lo zero assoluto di temperatura.

Con questa definizione il kelvin è stato adottato nel 1954 dalla Conférence générale des poids et mesures come unità di temperatura del Sistema Internazionale (SI). Prende il nome dal fisico e ingegnere britannico William Thomson, nominato barone con il nome di Lord Kelvin. Egli propose per primo questa definizione intorno al 1862, partendo dalla considerazione termodinamica che esiste una temperatura minima assoluta, lo zero assoluto. Per praticità è stata però mantenuta invariata, rispetto alla preesistente scala Celsius, la dimensione di una unità (1 K = 1 °C): in questo modo le differenze di temperatura nelle scale Celsius e kelvin sono numericamente uguali.

**Formule per convertire le temperature da/a kelvin**
Conversione da	a	Formula
kelvin	Celsius	T(°C) = T(K) - 273,15
Celsius	kelvin	T(K) = T(°C) + 273,15
kelvin	Fahrenheit	T(°F) = (T(K) × 1,8) - 459,67
Fahrenheit	kelvin	T(K) = (T(°F) + 459,67) / 1,8

Mentre la scala Celsius (o centigrada), è pratica dal punto di vista umano, in quanto si basa sulla temperatura di congelamento e di ebollizione dell'acqua (che sono temperature di cui si ha quotidianamente esperienza diretta), quella kelvin è più rigorosa (prende atto esplicitamente della presenza di un minimo assoluto di temperatura) e si presta ad essere usata come unità di misura facilmente riproducibile. Infatti la temperatura del punto triplo dell'acqua è una quantità auto-consistente, che non richiede altre definizioni (o quasi, si veda sotto), mentre la temperatura di fusione e di ebollizione richiedono di specificare le condizioni standard (specialmente di pressione) a cui il processo di fusione o ebollizione avviene.

Per capire il livello di precisione richiesto oggi nella definizione di una unità di misura, basti pensare che nel suo meeting del 2005 il Comité International des Poids et Mesures ha aggiunto la seguente precisazione alla definizione di kelvin indicata sopra: "Questa definizione si riferisce ad acqua avente una composizione isotopica definita esattamente dai seguenti rapporti di sostanze: 0,00015576 moli di ²H per mole di ¹H, 0,0003799 moli di ¹⁷O per mole di ¹⁶O, e 0,0020052 moli di ¹⁸O per mole di ¹⁶O". Questo perché variazioni nelle concentrazioni (minime, come si vede dalla precisazione) di isotopi dell'idrogeno (H) e dell'ossigeno (O) nell'acqua comportano variazioni nella temperatura del suo punto triplo che non sono tollerabili oggi nella definizione di questa unità di temperatura.

La scala kelvin, avendo per zero lo zero assoluto è a volte detta "scala assoluta". La scala di temperatura Celsius e il grado Celsius sono comunque accettati, ma come unità derivata, e sono definiti rispetto al kelvin.

Nella tredicesima Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure si è deciso di abbandonare il termine "grado" per riferirsi alla scala kelvin e corrispondentemente il simbolo °, che invece rimane per le scale Fahrenheit (°F) e Celsius o centigrada (°C).

Altre scale di temperatura sono: Newton (ca. 1700), Rømer (1701), Fahrenheit (1724), Réaumur (1731), Delisle o de Lisle (1738), Celsius o centigrada (1742), Rankine (1859) e Leyden (circa 1894?).

In Italia la scala termodinamica delle temperature è attuata mediante i campioni dell'ex Istituto di metrologia Gustavo Colonnetti del CNR, a Torino, facente ora parte del nuovo Istituto nazionale di ricerca metrologica.