Kelvin

Nell'articolo seguente parleremo del kelvin, a volte erroneamente chiamato grado kelvin, unità di misura della temperatura indicata con il simbolo K (K maiuscola).

 

In particolare vedremo come si definisce il kelvin, come passare da kelvin ai gradi Celsius e come convertire i kelvin in Fahrenheit corredando il tutto con svariati esempi.

 

Scala Kelvin

 

Il kelvin (e di conseguenza la scala kelvin) è definito a partire dal punto triplo dell'acqua, quindi per cogliere a pieno la definizione di kelvin occorre capire cosa si intende con punto triplo dell'acqua.

 

L'acqua allo stato liquido, il ghiaccio (ossia l'acqua allo stato solido) e il vapore acqueo (cioè acqua allo stato gassoso) possono coesistere, in equilibrio termico, ad un solo valore di pressione e temperatura; tale stato termodinamico è detto punto triplo dell'acqua.

 

Abbiamo ora gli strumenti utili per capire come si definisce il kelvin. Secondo un accordo internazionale è stato stabilito che la temperatura del punto triplo dell'acqua sia di 273,16 K. In altri termini, partendo dallo zero assoluto (fissato a 0 kelvin) fino ad arrivare al punto triplo dell'acqua, si è stabilito che l'unità kelvin sia pari a 1/273,16:

 

 

1 \mbox{ K } = \ \frac{1}{273,16} \mbox{ della differenza di temperatura tra punto triplo dell'acqua e zero assoluto}



La scala kelvin, avendo come 0 lo zero assoluto e non avendo valori negativi, è detta scala assoluta.

 

Inoltre il Kelvin è una tra le sette unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale. Come riportato nelle regole per la scrittura di nomi e simboli delle unità di misura del SI, quando ci si riferisce all'unità di misura kelvin va scritto con la lettera minuscola, mentre suo simbolo è una K maiuscola.

 

Formule di conversione del kelvin

 

Oltre al kelvin esistono altre unità di misura della temperatura che, pur non facendo parte del Sistema Internazionale, vengono accettate in larga scala; stiamo parlando dei gradi Celsius e dei gradi Fahrenheit.

 

Ora ci occupiamo delle formule di conversione del kelvin, ossia le formule che ci permettono di svolgere le equivalenze tra le tre principali misure di temperatura.

 

kelvin - Celsius

 

Per convertire i kelvin in gradi Celsius utilizzeremo la formula seguente:

 

 

\mbox{T}_{\mbox{k}} \ = \ \left(\mbox{T}_{\mbox{k}} \ - \  273,15\right)^{\circ} \mbox{C}

 

 

dove con Tk abbiamo indicato la temperatura espressa in kelvin. In sintesi per sapere a quanti gradi Celsius corrisponde un certo numero di kelvin basta sottrarre ai kelvin 273,15.

 

Così, ad esempio:

 

\\ 3 \mbox{ k } = \ (3-273,15)^{\circ} \mbox{C } = -270,15^{\circ} \mbox{C} \\ \\ 138,5 \mbox{ k } = \ (138,5-273,15)^{\circ} \mbox{C } = -134,65^{\circ} \mbox{C} \\ \\ 356 \mbox{ k } = \ (356-273,15)^{\circ} \mbox{C } = 82,85^{\circ} \mbox{C}

 

kelvin - Fahrenheit

 

Indicando con Tk la temperatura espressa in kelvin, per passare dai kelvin ai gradi Fahrenheit procederemo come segue:

 

 

\mbox{T}_{\mbox{k}} \ = \ \left[\left(\mbox{T}_{\mbox{k}} \ \times \  1,8\right) - 459,67\right]^{\circ}\mbox{F}

 

 

In breve, per passare da Kelvin a gradi Fahrenheit occorre moltiplicare i kelvin per 1,8 e sottrarre 459,67.

 

Concludiamo questo articolo con qualche esempio di conversione da kelvin a Fahrenheit.

 

\\ 3 \mbox{ k } = \ [(3 \times 1,8) -459,67)]^{\circ} \mbox{F } = -454,27^{\circ} \mbox{F} \\ \\ 138,5 \mbox{ k } = \ [(138,5 \times 1,8) -459,67)]^{\circ} \mbox{F } = -210,37^{\circ} \mbox{F} \\ \\ 356 \mbox{ k } = \ [(356 \times 1,8) -459,67)]^{\circ} \mbox{F } = 181,13^{\circ} \mbox{F}

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

 

Lezione successiva


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