Kelvin (ケルビン)
ケルビンは熱力学温度のSI基本単位であり、絶対零度(分子運動が理論上停止する温度)を基準として定義されています。この単位は、イギリスの物理学者ケルビン卿(ウィリアム・トムソン)にちなんで名付けられ、K(度記号なし)で表記されます。
Temperature Conversion(温度換算)
ケルビンは、以下の式により他の温度単位と相互に換算することができます:
セルシウス → ケルビン
K = °C + 273.15華氏 → ケルビン
K = (°F + 459.67) × 5/9
これらの換算式により、科学的文脈において温度を一貫して表現することが可能になります。
Thermodynamic Formulas(熱力学の式)
Average Molecular Energy(分子の平均運動エネルギー)
理想気体中の粒子の平均運動エネルギー E は、絶対温度に比例します:
E = (3/2) kT
ここで:
E:平均運動エネルギー(ジュール, J)
k:ボルツマン定数(1.380649 × 10⁻²³ J/K)
T:ケルビン温度(K)
Ideal Gas Law(理想気体の状態方程式)
温度は、理想気体の状態方程式における中心的な変数です:
PV = nRT
ここで:
P:圧力(パスカル, Pa)
V:体積(立方メートル, m³)
n:物質量(モル, mol)
R:気体定数(8.314 J/(mol·K))
T:絶対温度(K)
Applications(主な用途)
物理学:熱力学、黒体放射、統計力学
天文学:恒星の表面温度や宇宙背景放射の測定
材料科学:相転移や熱安定性の評価
電子工学:半導体の動作評価、熱雑音の解析
低温物理学(クライオジェニクス):絶対零度近傍の物質の研究