Kelvin (K) Unit Definition

历史

1848 年，后来被创造为开尔文勋爵的威廉·汤姆森在他的论文《绝对温度计刻度》中写道，需要一个刻度，无限冷或绝对零是刻度的零点，并使用摄氏度作为其单位增量。开尔文计算出绝对零等于当时空气温度计上的 -273 摄氏度。这个绝对尺度今天被称为开尔文热力学温度尺度。开尔文值 -273 是 0.00366 的负倒数。这是相对于冰点每摄氏度公认的气体膨胀系数，与当前公认的值具有显着的一致性。

1954 年，第 10 届国际计量大会 (CGPM) 的第 3 号决议通过将水的三相点指定为其第二个定义点并将其温度精确指定为 273.16 开尔文，从而给出了开尔文量表的现代定义。

In 1968, Resolution 3 of the 13th CGPM renamed the unit increment of thermodynamic temperature kelvin, symbol K, replacing degree Kelvin, symbol °K. Furthermore, feeling it useful to more explicitly define the magnitude of the unit increment, the 13th CGPM also held in Resolution 4 that "The kelvin, unit of thermodynamic temperature, is equal to the fraction ¹⁄273.16 of the thermodynamic temperature of the triple point of water."

2005 年，CIPM 试图使用一种新方法重新定义开尔文以及其他国际单位制单位。特别是，委员会建议重新定义开尔文，使玻尔兹曼常数取精确值 1.3806505×10-23 J⁄K。委员会曾希望该计划能够及时完成，以便 CGPM 在其 2011 年会议上通过，但在 2011 年会议上，该决定被推迟到 2014 年会议，当时它将被视为更大计划的一部分。重新定义在 2014 年进一步推迟，等待根据当前定义对玻尔兹曼常数进行更准确的测量，但最终在 2018 年底的第 26 届 CGPM 上被采用，其值为 k = 1.380649×10-23 J⁄K。

从科学的角度来看，主要优点是这将允许在非常低和非常高的温度下进行更准确的测量，因为所使用的技术取决于玻尔兹曼常数。它还具有独立于任何特定物质的优点。从实际的角度来看，重新定义将被忽视；水在 273.15 K (0 °C) 时仍会结冰，水的三相点仍将是常用的实验室参考温度。

不同的是，在重新定义之前，水的三相点是准确的，玻尔兹曼常数的实测值为1.38064903(51)×10-23 J⁄ K，相对标准不确定度为 3.7×10⁻⁷。之后，玻尔兹曼常数是精确的，不确定性转移到水的三相点，现在是 273.1600(1) K。

2018 年 11 月 16 日，根据玻尔兹曼常数的固定值，采用了新定义。随着这种变化，水的三相点变成了一个经验确定的值，约为 273.16 开尔文。出于法定计量目的，新定义于 2019 年 5 月 20 日，即米制公约 144 周年纪念日正式生效。