Kelvin (K)

Das Kelvin ist die SI-Basiseinheit für die thermodynamische Temperatur. Es ist definiert über den absoluten Nullpunkt – den Zustand, bei dem die molekulare Bewegung theoretisch zum Stillstand kommt. Die Einheit ist nach dem britischen Physiker Lord Kelvin (William Thomson) benannt und wird mit K (ohne Gradzeichen) abgekürzt.

Temperaturumrechnung

Das Kelvin lässt sich mithilfe folgender Formeln in andere Temperaturskalen umrechnen:

• Celsius in Kelvin:
  K = °C + 273,15

• Fahrenheit in Kelvin:
  K = (°F + 459,67) × 5/9

Diese Umrechnungen ermöglichen eine konsistente Temperaturangabe in wissenschaftlichen Zusammenhängen.

Thermodynamische Formeln

Mittlere Molekülenergie

Die mittlere kinetische Energie E von Teilchen in einem idealen Gas steht in Beziehung zur absoluten Temperatur:

E = (3/2) kT

Dabei gilt:

• E: Mittlere kinetische Energie (J)

• k: Boltzmann-Konstante (1,380649 × 10⁻²³ J/K)

• T: Temperatur in Kelvin (K)

Ideale Gasgleichung

Die Temperatur ist ein zentraler Bestandteil der Zustandsgleichung idealer Gase:

PV = nRT

Dabei gilt:

• P: Druck (Pa)

• V: Volumen (m³)

• n: Stoffmenge (mol)

• R: Gaskonstante (8,314 J/(mol·K))

• T: Absolute Temperatur (K)

Anwendungsbereiche

• Physik: Thermodynamik, Schwarzkörperstrahlung, statistische Mechanik

• Astronomie: Oberflächentemperaturen von Sternen, Hintergrundstrahlung

• Materialwissenschaften: Phasenübergänge, thermische Stabilität

• Elektronik: Halbleiterverhalten, thermisches Rauschen