About a new definition of kelvin

• Autorzy: Neyezhmakov P. , Nazarenko L. , Pavlenko Y.

Warianty tytułu

PL

O nowej definicji kelwina

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The kelvin, a unit of temperature T, is presently defined by the temperature of the triple point of water. Thus, the kelvin is linked with a material property. But in fundamental laws of physics temperature always appears as thermal energy kT. The 24th CGPM made the historical decision to redefine the kelvin through the Boltzmann constant k. The latest results on Boltzmann constant determination and practical realization of a new definition are reviewed. The new definition of thermodynamic temperature is fully independent of the material properties, technical implementation of the measurement, the temperature level and its span. The new definition of kelvin is now the motivation for the development of new measurement methods based on basic physical laws – primary thermometry, and finally it will lead to new temperature standards.

PL

Kelwin to jednostka temperatury termodynamicznej, która obecnie określona jest przez temperaturę punktu potrójnego wody. Dotychczas, definicja jednostki kelwin była powiązana z właściwościami materiału. Zgodnie z podstawowymi prawami fizyki, pojęcie temperatury wynika z energii termicznej kT. W Międzynarodowym Biurze Miar (BIPM) podjęta została historyczna decyzja o ponownym zdefiniowaniu jednostki kelwin przy użyciu stałej Boltzmanna k. W artykule przestawiono najnowsze osiągnięcia metrologiczne dotyczące wyznaczenia stałej Boltzmanna i zmierzające do praktycznej realizacji nowej definicji kelwina. Omówiono podstawy wyznaczenia stałej Boltzmanna. Przewiduje się nowa definicja kelwina umożliwi pomiary temperatury ze standardową niepewnością względną dochodzącą do 10-6. W pracy przedstawiono dokumenty metrologiczne Międzynarodowego Biura Miar związane z nową definicją kelwina i prace badawcze europejskich instytucji metrologicznych. Podano skutki jakie niesie nowa definicja dla rozwoju metrologii i pomiarów temperatury. Nowa definicja jednostki temperatury termodynamicznej będzie niezależna od właściwości substancji, realizacji technicznej i zakresu temperatury. Ułatwi to rozwój termodynamicznych metod pierwotnego pomiaru temperatury (ang. primary thermometry). Wpłynie to dokładność skali temperaturowej i pomiarów temperatury, w tym bezstykowych pomiarów radiacyjnych. Nowa definicja kelwina nie wymaga zmian w Międzynarodowej Skali Temperatury (ITS-90).

Słowa kluczowe

EN

SI base units; fundamental constant; Boltzmann constant; kelvin; temperature scale; temperature measurement

PL

jednostki SI; stałe podstawowe; stała Boltzmanna; kelwin; skala temperatury; pomiary temperatury

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 9
• Strony: 954--957
• Opis fizyczny: Bibliogr, 9 poz., schem., tab., wzory

Twórcy

autor

Neyezhmakov P.

• National Scientific Centre "Institute of Metrology", Kharkiv, Ukraine

autor

Nazarenko L.

• Kharkov National University of Municipal Economy, Kharkiv, Ukraine

autor

Pavlenko Y.

• National Scientific Centre "Institute of Metrology", Kharkiv, Ukraine

Bibliografia

• [1] Mills I. M., Mohr P. J., Quinn T. J., Taylor B. N., Williams E. R.: Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM recommendation 1 (CI - 2005), Metrologia 43, pp. 227-246 (2006).
• [2] Konogonov S. A.: Metrology and fundamental physical constants. Moskow: Standartinform. 2008, p. 269.
• [3] Kuni F. M.: Statistical Physics and Thermodynamics. Moskow: Nauka. 1981, p. 352.
• [4] Planck M.: Ständiger Bejbachter der Preuβischen Akademie der Wissenschaften.-1899. - Р. 440; Annalen der Physik. – 1990.- V.1.- Р.69.
• [5] Fischer J., Zandt T.: New Definition of the Kelvin and Determination of the Boltzmann Constant, 56th International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 – 16 September 2011, URN (Paper): urn:nbn:de:gbv:ilm1-2011iwk-013:1
• [6] Moldover M. R., Trusler J. P. M., Edwards T. J., Mehland T. J., Davis R. S.: Measurement of the universal gas constant R using a spherical acoustic resonator, J. Res. Natl. Bur. Stand. 93 pp. 85-114 (1988).
• [7] Reviews of Modern Physics, volume 84, October-December 2012, doi: 10.1103/RevModPhys.84.1527.
• [8] Preston-Thomas H., Bloembergen P., Quinn T. J.: Supplementary Information for the International Temperature Scale of 1990 (BIPM, Sèvres, 1990).
• [9] Mise en pratique for the definition of the kelvin http://www.bipm.org/ utils/en/pdf/MeP_K.pdf.