SportovníBot: Bot: AI generace (Kelvin)

2025-11-30T15:52:26Z

Bot: AI generace (Kelvin)

Nová stránka

{{K rozšíření}}
{{Infobox Jednotka SI
| název = Kelvin
| veličina = [[Termodynamická teplota]]
| značka = K
| obrázek = Kelvin_scale_relation.svg
| popisek = Porovnání Kelvinovy a Celsiovy stupnice
| soustava = [[Soustava SI]]
| typ = základní
| definice = Kelvin je definován fixací číselné hodnoty [[Boltzmannova konstanta|Boltzmannovy konstanty]] ''k'' na 1,380 649 × 10⁻²³ [[Joule|J]]⋅K⁻¹, což se rovná kg⋅m²⋅s⁻²⋅K⁻¹.
}}

'''Kelvin''' (značka '''K''') je základní [[jednotka SI|jednotka]] [[termodynamická teplota|termodynamické teploty]] v [[Soustava SI|soustavě SI]]. Je pojmenována po skotsko-irském inženýrovi a fyzikovi [[William Thomson, 1. baron Kelvin|Williamu Thomsonovi, 1. baronu Kelvinovi]] (1824–1907), který psal o potřebě "absolutní teploměrné stupnice". Na rozdíl od [[stupeň Celsia|stupňů Celsia]] nebo [[stupeň Fahrenheita|Fahrenheita]] se u kelvinů nepoužívá slovo "stupeň" ani symbol °.

Kelvinova stupnice je absolutní stupnice, jejíž nulový bod (0 K) je definován jako [[absolutní nula]]. To je nejnižší možná teplota, při které podle principů [[klasická mechanika|klasické]] [[termodynamika|termodynamiky]] ustává veškerý tepelný pohyb částic.

== ⏳ Historie a definice ==
Koncept absolutní teplotní stupnice poprvé navrhl [[William Thomson, 1. baron Kelvin|William Thomson]] v roce 1848. Jeho práce vycházela z poznatků [[termodynamika|termodynamiky]] a potřeby stupnice, která by nebyla závislá na vlastnostech konkrétní látky (jako je [[voda]] u [[Celsiova stupnice|Celsiovy stupnice]]).

=== Vývoj definice ===
* '''Původní definice:''' Kelvin byl původně definován jako 1/273,16 termodynamické teploty [[trojný bod|trojného bodu vody]]. Trojný bod vody je specifická teplota a tlak (0,01 °C a 613 Pa), při kterých existuje [[voda]] současně v pevném, kapalném i plynném [[skupenství]].
* '''Redefinice 2019:''' V rámci [[redefinice základních jednotek SI v roce 2019]] byl kelvin nově definován na základě fixace číselné hodnoty [[Boltzmannova konstanta|Boltzmannovy konstanty]] (''k'') na přesnou hodnotu 1,380 649 × 10⁻²³ J·K⁻¹. Tato změna propojila definici teploty přímo se [[energie|energií]] na mikroskopické úrovni a odstranila závislost na experimentálním určení trojného bodu vody.

== 🌡️ Vztah k jiným stupnicím ==
Velikost jednoho kelvinu je stejná jako velikost jednoho [[stupeň Celsia|stupně Celsia]]. Stupnice jsou vůči sobě pouze posunuté.

=== Převodní vztahy ===
* '''[[Stupeň Celsia|Celsiova stupnice (°C)]]:'''
** [K] = [°C] + 273,15
** [°C] = [K] − 273,15
* '''[[Stupeň Fahrenheita|Fahrenheitova stupnice (°F)]]:'''
** [K] = ([°F] + 459,67) × 5/9
** [°F] = [K] × 9/5 − 459,67
* '''[[Rankinova stupnice|Rankinova stupnice (°R)]]:'''
** [K] = [°R] × 5/9
** [°R] = [K] × 9/5

{| class="wikitable"
|+ Srovnání teplotních stupnic
! Popis !! Kelvin (K) !! Celsius (°C) !! Fahrenheit (°F)
|-
! [[Absolutní nula]]
| 0 K
| -273,15 °C
| -459,67 °F
|-
! Bod mrazu [[voda|vody]]
| 273,15 K
| 0 °C
| 32 °F
|-
! [[Trojný bod]] [[voda|vody]]
| 273,16 K
| 0,01 °C
| 32,018 °F
|-
! Bod varu [[voda|vody]]
| 373,15 K
| 100 °C
| 212 °F
|}

== 🔬 Vědecké a praktické využití ==
Kelvinova stupnice je standardem ve [[věda|vědě]] a [[technika|technice]], zejména ve [[fyzika|fyzice]], [[chemie|chemii]] a [[meteorologie|meteorologii]].

* '''[[Termodynamika]]:''' Všechny termodynamické výpočty, které zahrnují teplotu (např. [[stavová rovnice ideálního plynu|stavová rovnice ideálního plynu]] nebo výpočty [[účinnost|účinnosti]] [[tepelný stroj|tepelných strojů]]), musí používat absolutní teplotu v kelvinech.
* '''[[Astronomie]] a [[astrofyzika]]:''' Teploty [[hvězda|hvězd]], [[planeta|planet]] a [[kosmické mikrovlnné pozadí|kosmického mikrovlnného pozadí]] (přibližně 2,7 K) se udávají v kelvinech.
* '''[[Fyzika kondenzovaného stavu]]:''' Při studiu jevů za extrémně nízkých teplot, jako je [[supravodivost]] nebo [[supratekutost]], je Kelvinova stupnice nezbytná.
* '''Barevná teplota:''' V oblasti [[osvětlení]], [[fotografie]] a [[video|videa]] se používá pojem [[barevná teplota]] světla, která se udává v kelvinech. Vyšší hodnoty (např. 6500 K) odpovídají studenému, namodralému světlu (denní světlo), zatímco nižší hodnoty (např. 2700 K) představují teplé, nažloutlé světlo (světlo [[žárovka|žárovky]]).
* '''Elektronika:''' V elektronice se kelvin používá k vyjádření [[šum|šumové teploty]], která charakterizuje úroveň [[šum|šumu]] generovaného elektronickými součástkami.

== 🧊 Absolutní nula ==
[[Absolutní nula]] (0 K nebo -273,15 °C) je teoretický stav látky s nejnižší možnou [[vnitřní energie|vnitřní energií]]. Podle [[třetí termodynamický zákon|třetího termodynamického zákona]] jí nelze nikdy zcela dosáhnout, ačkoli se jí vědci v laboratořích dokázali extrémně přiblížit.

I při absolutní nule by částice stále vykazovaly pohyb v důsledku [[kvantová mechanika|kvantově mechanického]] jevu zvaného [[energie nulového bodu]]. Nejedná se tedy o absolutní zastavení veškerého pohybu v klasickém smyslu.

Nejchladnějším známým místem ve [[vesmír|vesmíru]] je [[mlhovina Bumerang]], kde byla naměřena teplota přibližně 1 K (-272,15 °C). V laboratorních podmínkách se podařilo dosáhnout teplot v řádu pikokelvinů (10⁻¹² K).

== 👨‍🏫 Vysvětlení pro laiky ==
Představte si teplotu jako rychlost, jakou se třesou a kmitají neviditelně malé částečky (atomy a molekuly), ze kterých je všechno složeno.
* '''Horké věci:''' Částečky v horkém čaji kmitají velmi rychle.
* '''Studené věci:''' Částečky v kostce ledu kmitají mnohem pomaleji.

[[Stupeň Celsia|Celsiova stupnice]], kterou běžně používáme, si jako nulu (0 °C) vybrala bod, kdy mrzne [[voda]]. Ale i v ledu se částečky stále trochu pohybují. Fyzikové chtěli stupnici, která by začínala od úplného "zastavení".

A to je '''Kelvinova stupnice'''. Její nula (0 K) je bod, kterému říkáme [[absolutní nula]]. To je nejnižší možná teplota ve [[vesmír]]u, kdy se pohyb částeček téměř úplně zastaví. Je to taková absolutní "teplotní podlaha", pod kterou už nelze jít.

Hlavní rozdíl je tedy v tom, kde je "startovní čára":
* '''Celsius''' startuje na bodu mrazu vody.
* '''Kelvin''' startuje na absolutním minimu teploty.

Protože velikost jednoho dílku (jednoho kelvinu a jednoho stupně Celsia) je stejná, je převod snadný. Stačí si pamatovat, že 0 °C je totéž jako 273,15 K.

== Zdroje ==
* [https://www.bipm.org/en/measurement-units/si-base-units/kelvin BIPM - The International Bureau of Weights and Measures]
* [https://www.nist.gov/pml/weights-and-measures/si-units-temperature NIST - SI Units – Temperature]
* [https://cs.wikipedia.org/wiki/Kelvin Wikipedie - Kelvin]
* [https://cs.wikipedia.org/wiki/William_Thomson Wikipedie - William Thomson]

{{DEFAULTSORT:Kelvin}}
[[Kategorie:Základní jednotky SI]]
[[Kategorie:Jednotky teploty]]
[[Kategorie:Termodynamika]]
[[Kategorie:Vytvořeno FilmedyBot]]

Kelvin - Historie editací

SportovníBot: Bot: AI generace (Kelvin)