Mostrar código-fonte de Kelvin

{{ver desambiguação}}{{Medidas}}O '''kelvin''' (símbolo: '''K''') é a [[unidade de medida|unidade]] de base do [[Sistema Internacional de Unidades]] (SI) para a grandeza [[temperatura termodinâmica]]. O kelvin é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do [[ponto triplo]] da [[água]], ou seja, é definido de tal modo que o ponto triplo da água é exatamente 273,16 K.<ref>{{citar web |url=http://goldbook.iupac.org/K03374.html |título=Kelvin |publicado=International Union of Pure and Applied Chemistry |obra=IUPAC Compendium of Chemical Terminology - the Gold Book |acessodata=8 de maio de 2008 |língua=en}}</ref> É uma das sete unidades de base do SI, muito utilizada na [[física]] e [[química]]. É utilizado para medir a temperatura absoluta de um objeto, com [[zero absoluto]] sendo 0 K.

A escala kelvin recebeu este nome em homenagem ao físico e engenheiro irlandês [[William Thomson]] (1824–1907), 1º barão Kelvin,  que escreveu sobre a necessidade de uma "escala termométrica absoluta".

Diferentemente do grau [[Fahrenheit]] e do grau [[Celsius]], o kelvin não é referido nem escrito como um [[grau (temperatura)|grau]]. O kelvin é a unidade primária de medida de temperatura nas ciências físicas, mas é frequentemente usado em conjunção com o grau Celsius, que tem a mesma magnitude.

== História ==
[[Imagem:CelsiusKelvinThermometer.jpg|thumb|200px|Um termômetro calibrado na escala Celsius (esquerda) e Kelvin (direita)]]
[[Imagem:Lord Kelvin photograph.jpg|thumb|direita|200px|[[Lorde Kelvin]].]]
A escala kelvin foi proposta em 1848 por  William Thomson  ([[Lorde Kelvin]]), que escreveu em seu artigo, ''On an Absolute Thermometric Scale, a ''necessidade  de uma escala em que "frio infinito" ([[zero absoluto]]) fosse o ponto nulo da escala. Thomson calculou que o zero absoluto é equivalente a -273 [[°C]].<ref>Thomson, William (October 1848). [http://zapatopi.net/kelvin/papers/on_an_absolute_thermometric_scale.html "On an Absolute Thermometric Scale"].''Philosophical Magazine''. Retrieved 2008-02-06.</ref> Esta escala absoluta é conhecida hoje como a escala de temperatura termodinâmica kelvin.

Em 1954, a Resolução 3 da décima [[Conferência Geral de Pesos e Medidas]] (CGPM) deu à Escala kelvin sua definição moderna, designando o ponto triplo da água como seu segundo ponto de definição e atribuiu a sua temperatura exatamente 273,16 kelvin.<ref>[http://www.bipm.org/en/CGPM/db/10/3/ "Resolution 3: Definition of the thermodynamic temperature scale"]. ''Resolutions of the 10th CGPM''. Bureau International des Poids et Mesures. 1954. Retrieved 2008-02-06.</ref>

Em 1967/1968 Resolução 3 da 13 ª CGPM renomeou o incremento da unidade de temperatura termodinâmica "kelvin", símbolo K, substituindo "grau kelvin" , símbolo ° K.<ref>[http://www.bipm.org/en/CGPM/db/13/3/ "Resolution 3: SI unit of thermodynamic temperature (kelvin)"]. ''Resolutions of the 13th CGPM''. Bureau International des Poids et Mesures. 1967. Retrieved 2008-02-06.</ref> Além disso, considerou-se útil definir explicitamente a magnitude do incremento de unidade, a 13 ª CGPM também realizada na Resolução 4, que "o kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é igual à fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água".<ref>[http://www.bipm.fr/en/CGPM/db/13/4/%20| Resolution 4: Definition of the SI unit of thermodynamic temperature (kelvin)]".''Resolutions of the 13th CGPM''. Bureau International des Poids et Mesures. 1967. Retrieved 2008-02-06.</ref>

Em 2005, o [[Comitê Internacional de Pesos e Medidas|Comité Internacional de Pesos e Medidas]] (CIPM), uma comissão do CGPM, afirmou que com o objectivo de delinear a temperatura do ponto triplo da água, a definição da escala de temperatura termodinâmica kelvin remete à água com uma composição isotópica  especificada como ''[[Vienna Standard Mean Ocean Water]]''.<ref>[http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html "Unit of thermodynamic temperature (kelvin)"] {{Wayback|url=http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html |date=20070926215600 }}. ''SI Brochure, 8th edition''. Bureau International des Poids et Mesures. 1967. pp. Section 2.1.1.5. Retrieved 2008-02-06.</ref>

== Definição ==
O zero absoluto, na escala kelvin, é a temperatura de menor energia de um sistema, no entanto nenhum sistema pode ser arrefecido até tal temperatura. Uma das temperaturas mais baixas já atingidas em laboratório foi de 4 K. Nessa temperatura, o hélio torna‑se líquido.<ref>Lauricella, Arduíno Francesco, "Fundamentos da termodinâmica" ‑São Paulo: Editora Sol, 2013</ref>

O símbolo para o kelvin é sempre um K maiúsculo e nunca é escrito em itálico. Há um espaço entre a grandeza numérica e o símbolo da unidade (por exemplo, "99,987 K").

A palavra "kelvin" (nome da unidade) é escrita com inicial minúscula (exceto no princípio das frases), igualmente de acordo com a normas do [[Sistema Internacional de Unidades|SI]]; escreve-se em [[língua portuguesa|português]] com k inicial, de acordo com a norma ortográfica que o permite para [[estrangeirismo]]s aportuguesados — as formas plenamente aportuguesadas "quélvim" e "quélvine" não são usadas, ainda que reflita a pronúncia habitual em português.

Enquanto unidade do SI, o kelvin não deve ser precedido pelas palavras 'grau' ou 'graus' ou pelo símbolo °, como em grau Celsius e grau Fahrenheit. Isto acontece porque estas são escalas de medição, enquanto o kelvin é uma unidade de medição. A omissão de "grau" também indica que não é relativo a um ponto de referência arbitrária como as escalas Celsius e Fahrenheit, mas sim uma unidade absoluta de medida que pode ser manipulada algebricamente (por exemplo, multiplicado por dois para indicar o dobro da quantidade de "energia média", disponível entre graus de liberdade elementares do sistema).

== Recordes ==
Até 2005 a temperatura mais baixa obtida para um condensado Bose-Einstein era de 450 pK, ou 0,00000000045 K, obtida por [[Wolfgang Ketterle]] e colegas do [[Massachusetts Institute of Technology|Instituto de Tecnologia de Massachusetts]].<ref>{{Citar web|url=http://physicsweb.org/article/news/7/9/8|titulo=physicsworld.com homepage|acessodata=2017-09-27|obra=physicsweb.org|lingua=en-GB}}</ref> A mais baixa temperatura já obtida foi de 100 pK, durante uma experiência de ordenação magnética nuclear em 1999 no Laboratório de Baixas Temperaturas da Universidade de Tecnologia de [[Helsinque]].<ref>{{citar web|url=http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures|título=World record in low temperatures|arquivourl=https://web.archive.org/web/20090618075820/http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures|arquivodata=2009-06-18|acessodata=2018-05-25|urlmorta=no}}</ref>

Recentemente foram feitos experimentos em 2012 onde foi possível ultrapassar o zero absoluto, uma coisa que até então se acreditava ser impossível. Para chegar a esse resultado, cientistas da Universidade Ludwig Maximilian, na Alemanha, criaram um gás quântico com átomos de potássio alinhados de maneira específica com a ajuda de lasers e campos magnéticos. Assim, quando os campos magnéticos foram rapidamente ajustados, os átomos passaram de um estado de baixa energia para um estado com o mais alto nível de energia possível. Essa transição, aliada ao fato de que os átomos continuaram em ordem graças ao feixe laser, fez com que a temperatura do gás ultrapassasse alguns bilionésimos de graus abaixo da temperatura de zero absoluto (-273,15° C). O físico teórico Achim Rosch, da Universidade de Colônia, na Alemanha, calcula que, em um sistema como esse, os átomos abaixo do zero absoluto passam a flutuar em vez de serem puxados pela gravidade. Outra peculiaridade desse gás é que ele passa a se comportar de maneira semelhante à da energia escura, força que ainda é considerada como um dos mistérios ainda não resolvidos da física e que tem papel fundamental na expansão do universo, já que desafia a gravidade que tenta fazer o universo voltar para o seu centro.<ref>{{Citar periódico|ultimo=Merali|primeiro=Zeeya|titulo=Quantum gas goes below absolute zero|url=http://www.nature.com/news/quantum-gas-goes-below-absolute-zero-1.12146|jornal=Nature|idioma=en|doi=10.1038/nature.2013.12146}}</ref><ref>{{Citar periódico|titulo=Absolute zero is no longer absolute zero|url=http://www.theverge.com/2013/1/4/3834914/scientists-breach-absolute-zero-barrier|jornal=The Verge}}</ref>

== Usos práticos ==
Por razões históricas, é comum expressar a temperatura termodinâmica <math>T</math> como a diferença entre essa temperatura e o [[Solidificação|ponto de congelamento]] da [[água]] <math>T_0</math>. Essa diferença é igual à temperatura Celsius <math>t</math>, que é definida por:

<math> t = T - T_0 </math>.

Uma vez que a magnitude do kelvin é igual à magnitude do grau Celsius, um intervalo de temperatura pode ser expresso em kelvins ou em graus Celsius.<ref>{{citar web |url=https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf |título=The International System of Units (SI) |publicado=''Bureau International des Poids et Mesures'' |página=114 |língua=en |formato=PDF}}</ref>

Na eletrônica, o kelvin é usado para expressar a temperatura de ruído. O chamado ruído Johnson-Nyquist de resistências discretas e capacitores é um tipo de ruído térmico derivado a partir da constante de [[Boltzmann]] e pode ser utilizado para determinar a temperatura de ruído de um circuito usando a [[fórmula de Friis]] para ruído.{{carece de fontes|data=março de 2019}}

O kelvin é também utilizado como unidade de medida da [[temperatura de cor]], que expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte de luz, que está baseada na relação entre a temperatura de um material hipotético e padronizado, conhecido como "corpo negro radiador", e a distribuição de energia da luz emitida à medida que a temperatura do corpo negro é elevada a partir do zero absoluto.{{carece de fontes|data=março de 2019}}

== Conversão de unidades de temperatura ==
{| class="wikitable" align="center"
|+'''Fórmulas de conversão de temperaturas em kelvin'''
|-
!Conversão de
!para
!Fórmula
|-
||kelvin ||grau Fahrenheit ||°F = K × 1,8 - 459,67
|-
||[[grau Fahrenheit]] ||kelvin ||K = (°F + 459,67) / 1,8
|-
||kelvin ||grau Celsius ||°C = K - 273,15
|-
||[[grau Celsius]] ||kelvin ||K = °C + 273,15
|-
||kelvin ||rankine ||°Ra = K × 1,8
|-
||[[rankine]] || kelvin ||K = °Ra / 1,8
|-
||kelvin ||réaumur ||°Ré = (K - 273,15) × 0,8
|-
||[[réaumur]] ||kelvin ||K = °Ré × 1,25 + 273,15
|}
{{Retas de Conversão de Temperatura}}

== Temperaturas abaixo do zero absoluto ==
Devido à definição formal de temperatura em [[termodinâmica]], [[Temperaturas negativas|temperaturas abaixo do zero absoluto]] são possíveis, mas correspondem a temperaturas mais [[Energia térmica|quentes]] do que temperaturas positivas.<ref>{{citar livro|url=http://books.google.com/books/about/The_Laws_of_Thermodynamics_A_Very_Short.html?id=-7aP0f5O2CMC|páginas=  89–95|título=The Laws of Thermodynamics: A Very Short Introduction|isbn=9780199572199|último1 =Atkins|primeiro1 =Peter W.|data=2010-03-25|publicado= Oxford University Press|oclc=467748903}}</ref><ref>{{citar periódico|data=1956-07-01 |título=Thermodynamics and Statistical Mechanics at Negative Absolute Temperatures |periódico=Physical Review |volume=103 |número=1 |páginas=20–28 |url=http://link.aps.org/abstract/PR/v103/p20 |doi=10.1103/PhysRev.103.20|bibcode = 1956PhRv..103...20R |authorlink1=Norman Foster Ramsey, Jr.|último1 =Ramsey|primeiro1 =Norman }}</ref><ref>{{citar periódico|data=1975-11-18 |título=Comment on: Negative Kelvin temperatures: some anomalies and a speculation |periódico=American Journal of Physics |volume=44 |páginas=994–995 |url=http://www.physique.usherbrooke.ca/~tremblay/articles/Comment%20on%20%27Negative%20Kelvin%20temperatures,%20Some%20anomalies%20and%20a%20speculation%27.%20Tremblay.pdf|doi=10.1119/1.10248|número=10|bibcode = 1976AmJPh..44..994T|último1 =Tremblay|primeiro1 =André-Marie }}</ref>

== Ver também ==
* [[grau Celsius]]
* [[grau Fahrenheit]]
* [[Rankine]]
* [[Réaumur]]
* [[Termômetro]]
* [[Temperatura]]
* [[Ponto triplo]]
* [[Zero absoluto]]

{{Referências|col=3}}

{{SI Unidades de base}}
{{Escalas de Temperatura}}
{{Portal3|Ciências|Física}}

[[Categoria:Unidades básicas do Sistema Internacional de Unidades]]
[[Categoria:Unidades de temperatura]]
[[Categoria:William Thomson - Lord Kelvin]]