Kelvin

Kelvin es la unidad básica de temperatura del SI. Se le asigna el símbolo [math]\displaystyle{ K }[/math]. Dado que la temperatura mide la energía de los átomos y las moléculas, una verdadera escala de temperatura debe ser una escala positiva, ya que los átomos no pueden tener una energía negativa. En la escala Kelvin, 0 Kelvin es la temperatura del cero absoluto. El cero absoluto es la temperatura de un sistema en el que todas las partículas dejan de moverse (ignorando algunos aspectos importantes de la mecánica cuántica). Un grado Kelvin y un grado Celsius son la misma unidad, ya que tienen el mismo "espacio" entre cada grado, pero las escalas tienen diferentes puntos cero (véase el convertidor más abajo).

El kelvin suele evitarse para el uso cotidiano, en cambio, siempre se utiliza para las temperaturas en física (y también a menudo en química), en ecuaciones como la ley de los gases ideales. Si un gas tuviera una temperatura de -52.15°C (220 K), el número negativo no tendría sentido en la ley de los gases ideales.

La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas de un sistema, y el uso de unidades Kelvin es esencial para explicar este concepto con claridad. La temperatura puede relacionarse con la energía a través de un valor conocido como la constante de Boltzmann. Esta constante se deriva de la ley de los gases ideales, dada por la ecuación [math]\displaystyle{ KE_{avg}=\frac{3}{2}k_b T }[/math] donde [math]\displaystyle{ k_b }[/math] es la constante de Boltzmann, [math]\displaystyle{ 1.38064\times10^{-23} }[/math] J/K, y [math]\displaystyle{ KE_{avg} }[/math] es la energía cinética media.

Muchos cálculos con temperatura requieren el uso de una escala absoluta como la escala Kelvin. Por ejemplo, si se duplica una temperatura de 27°C, es necesario expresarla como un valor absoluto. En otras palabras, no se puede simplemente multiplicar 27°C por 2. El cálculo correcto se muestra a continuación:

[math]\displaystyle{ 2 \times (27°C + 273) = 2 \times (300 K) = 600 K = 327°C }[/math]

Del mismo modo, si hay un aumento del 1% en una temperatura de 27°C, primero tenemos que convertir a Kelvin. El cálculo siguiente muestra que el aumento de la temperatura no es de 0.27°C, sino que en realidad se trata de un calentamiento de 3°C hasta los 30°C:

[math]\displaystyle{ 1.01\times (27°C + 273) = 1.01 \times (300 K) = 303 K = 30°C }[/math]

Ver lecturas adicionales

• Energía
• Temperatura
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Para leer más sobre Kelvin, consulte diccionario de unidades del Dr. Rowlett o la wiki de Química de la UC Davis.