കെൽവിൻ
താപനിലയുടെ ഒരു ഏകകമാണ് കെൽവിൻ. K ആണ് ഇതിന്റെ പ്രതീകം. ഏഴ് എസ്.ഐ. അടിസ്ഥാന ഏകകങ്ങളിൽ ഒന്നാണിത്. കെൽവിൻ മാനദണ്ഡത്തിലെ (സ്കെയിലിലെ) പൂജ്യത്തെ കേവലപൂജ്യം അഥവാ കേവലശൂന്യ താപനില എന്ന് പറയുന്നു. സൈദ്ധാന്തികമായ കേവല പൂജ്യത്തിൽ താപോർജ്ജം പൂർണ്ണമായും ഇല്ലാതാവും.ബ്രിട്ടിഷ് ഊർജ്ജതന്ത്രജ്ഞനും എഞ്ചിനിയറുമായ വില്യം തോംസൺ ഒന്നാമന്റെ (കെൽവിൻ പ്രഭു) (1824–1907) ബഹുമാനാർത്ഥമാണ് കെൽവിൻ മാനദണ്ഡവും കെൽവിനും അങ്ങനെ നാമകരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്.
| from കെൽവിൻ | to കെൽവിൻ | |
|---|---|---|
| Celsius | [°C] = [K] − 273.15 | [K] = [°C] + 273.15 |
| Fahrenheit | [°F] = [K] × 9⁄5 − 459.67 | [K] = ([°F] + 459.67) × 5⁄9 |
| Rankine | [°R] = [K] × 9⁄5 | [K] = [°R] × 5⁄9 |
| For temperature intervals rather than specific temperatures, 1 K = 1 °C = 9⁄5 °F = 9⁄5 °R Comparisons among various temperature scales | ||
ചരിത്രം
1848
ലോർഡ് കെൽവിൻ (വില്യം തോംസൺ) ‘കേവലതാപമാനദണ്ഡത്തെക്കുറിച്ച്’ (On the absolute Thermometric Scale) എന്ന ഗ്രന്ഥത്തിൽ ‘അനന്തശൈത്യം’('Infinite Cold') അഥവാ കേവലപൂജ്യം (Absolute Zero Temperature) എന്ന അവസ്ഥയെ രേഖപ്പെടുത്താൻ സാധിക്കുന്ന ഒരു താപമാനദണ്ഡത്തിന്റെ ആവശ്യത്തെക്കുറിച്ച് എഴുതുകയുണ്ടായി. പ്രസ്തുത മാനദണ്ഡത്തിൽ യഥാർത്ഥ ശൂന്യതാപനില പൂജ്യം ആയും നിലവിലുള്ള ഡിഗ്രീ സെൽഷ്യസ് അങ്കനം വികാസാങ്കമായും കണക്കാക്കാവുന്നതാണു് എന്നു് അദ്ദേഹം നിർദ്ദേശിച്ചു. അന്നു നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന വായു |തെർമ്മോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കേവലപൂജ്യതാപനില -273 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ആണെന്നു് അദ്ദേഹം കണക്കുകൂട്ടിയെടുത്തു. ഇങ്ങനെ നിർദ്ദേശിച്ച താപമാനദണ്ഡമാണു് ഇപ്പോൾ ‘കെൽവിൻ താപഗതിക-താപമാനദണ്ഡം എന്നറിയപ്പെടുന്നതു്.
(സാധാരണ താപനിലകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ഹിമബിന്ദുവായ 0 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ, ക്രമാനുഗതമായി പെരുമാറുന്ന വാതകങ്ങളുടെ വികാസാങ്കം 0.00366 ആണെന്ന വസ്തുത അക്കാലത്ത് പൊതുവേ സ്വീകാര്യമായിരുന്നു. 0.00366 എന്ന സംഖ്യയുടെ ഋണവ്യുത്ക്രമം (Negative Reciprocal) ആണു് -273. കെൽവിൻ രീതി കൃത്യമായിരുന്നില്ലെങ്കിലും കേവലശൂന്യതാപനില ഈ വിലയ്ക്ക് വളരെ അടുത്തതാണെന്നു് പിന്നീട് കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടു.)
1954 അളവുകൽ അളവുതൂക്കങ്ങളുടെ പത്താമത്തെ അന്താരാഷ്ട്രപൊതുസമ്മേളനത്തിൽ (CGPM - Conférence Générale des Poids et Mesures - General Conference on Weights and Measures) മൂന്നാമത്തെ പ്രമേയമായി കെൽവിൻ മാനദണ്ഡം പുനർ‌നിർവ്വചിക്കപ്പെട്ടു. ഇതനുസരിച്ച് കേവലശൂന്യതാപനില പൂജ്യം ഡിഗ്രി കെൽവിനും ജലത്തിന്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിന്റ് (0.01 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്) 273.16 കെൽവിനും സമമാക്കി. ഈ രണ്ടു ബിന്ദുക്കളിലൂടെ കടന്നുപോവുന്ന ഒരു രേഖീയഏകദമായി (linear function) കെൽവിൻ മാനദാണ്ഡത്തെ അംഗീകരിച്ചു.
1967/1968 CGPM-ന്റെ പതിമൂന്നാമത്തെ സമ്മേളനം താപനിലയുടെ യൂണിറ്റിനു് “ഡിഗ്രി ആബ്‌സൊല്യൂട്ട്” എന്ന പേരു മാറ്റി ‘കെൽവിൻ’ എന്നു് ഔദ്യോഗികമായി പുനർനാമകരണം ചെയ്തു. നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന °K മാറ്റി K എന്നു മാത്രമാക്കി പ്രതീകവും പുനരാവിഷ്കരിച്ചു. ഇതിനുപുറമേ, ‘ജലത്തിന്റെ താപഗതികാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ട്രിപ്പിൾ പോയിന്റ് താപനിലയുടെ 1/273.16 ഭാഗമാണു് ഒരു കെൽവിൻ (1K)’ എന്നു് മാനകത്തെ പുനർ‌നിർവ്വചിക്കുകയും ചെയ്തു.
2005 ജലത്തിന്റെ വ്യത്യസ്തമായ ഐസോട്രോപ്പിക് ചേരുവകൾ അതിന്റെ ട്രിപ്പിൾ പോയിന്റിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താം. ശാസ്ത്രീയമായി വ്യാപകമായും അതിസൂക്ഷ്മമായും ഉപയോഗിക്കപ്പെടേണ്ട കെൽവിൻ താപമാനദണ്ഡത്തിന്റെ സ്ഥിരതയെ ഇത്തരം വ്യതിയാനങ്ങൾ ബാധിച്ചുകൂടാ, അതിനാൽ 2005-ൽ CGPM കെൽവിൻ താപമാനദണ്ഡം കണക്കാക്കാൻ തക്ക കൃത്യമായ ട്രിപ്പിൾ പോയന്റ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതിനു് ഉപയോഗിക്കേണ്ട ജലത്തിന്റെ ഐസോട്രോപ്പിക് ചേരുവ ( Isotropic composition) തീരുമാനിച്ച് അംഗീകരിച്ചു.