안녕하세요, 코비입니다 :-)
오늘은 지난 온습도측정클럽에서도 소개 되었던 켈빈 재정의에 대해서 알아보겠습니다!
먼저 켈빈에 대해 간단히 알아볼까요?
켈빈 Kelvin (단위)
켈빈은 열역학적 온도 혹은 절대온도의 단위로 국제단위계의 기본단위이며, 기호 K를 사용합니다.
(출처) 네이버 물리학백과
켈빈은 국제단위계(SI)의 7개 기본 단위 중 하나로, 온도의 단위입니다.
0K은 기체의 부피가 0이 되는 온도로, 섭씨온도 0℃는 273.15K에 해당됩니다.
켈빈은 분자의 운동을 기준으로 세운 온도의 단위로 섭씨로도 쉽게 표현할 수 있습니다.
기존의 열역학적 온도 단위인 켈빈은 물의 삼중점에 해당하는 열역학적 온도의 1/273.16로 정의되어 있었습니다.
물의 삼중점은 물의 액체, 고체, 기체 3가지 상이 모두 존재하는 포인트로,
이는 변하지 않는 성질이기 때문에 비교적 정확한 정의로 볼 수 있습니다.
하지만 독립성이 보장되지 못한다는 점에서 재정의 대상이 되었으며,
특정한 물질(물)의 특성을 이용하는 것이 아닌 거시적 에너지와 미시적 에 너지를 연결해주는 기본 물리상수인
볼츠만 상수를 이용하여 재정의 되었습니다.
켈빈 재정의는 자연법칙에 의해 변하지 않는 물리상수, 볼츠만 상수를 이용해 표현한 것이죠!
참고로, 볼츠만 상수는 어떤 계 속에 존재하는 개별 입자가 갖는 에너지를 계의 온도와 연관시켜주는 기본적인 물리 상수 중 하나입니다.
볼츠만 상수 외에도 켈빈의 재정의에 영향을 미친 요인은 물의 삼중점입니다.
물의 동위원소 함량에 따른 삼중점 온도의 차이 또한 재정의 요인으로 작용하였는데요,
물 분자를 구성하는 수소와 산소는 자연 상태에서 각각 두 가지, 세가지의 동위원소를 갖는 원소입니다.
삼중점 셀을 만드는데 사용한 물을 채취한 지역과 계절에 따라 물의 동위원소 함량이 다르게 나오기 때문에
물의 삼중점 온도가 달라져 켈빈의 정의가 불완전하게 되기 때문이라고 합니다.
이에 따라 2005년에 국제도량형위원회는 켈빈의 정의에 사용되는 물의 동위원소 함량을 지정하고,
지정된 함량을 벗어났을 때 어떻게 온도 보정을 할 것인지를 정하였다고 하네요.
이상 켈빈 재정의에 대해 간단히 알아보았습니다.
더욱 자세한 내용은 한국표준과학연구원의 보도자료와 아래의 참조 자료를 확인해주세요~
(참조)
한국표준과학연구원 [기본단위 재정의 공식 시행 보도자료]
물리학과 첨단기술 March 2018 [켈빈의 재정의와 열역학적 온도]
한국표준과학연구원 공식 블로그 [켈빈 재정의 살펴보기]
네이버 물리학백과
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온도단위/K/절대온도/ 켈빈 재정의 알아보기
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