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熱力學溫度單位命名者———開爾文勛爵

熱力學溫度單位開爾文（K）是國際單位制（SI）基本單位之一。其他基本單位是米、千克、秒、安培、摩爾和坎德拉。

開爾文的定義（K）：

開爾文（K）是熱力學溫度單位，等于水的三相點熱力學溫度的（1/273.16）。上述定義以物理常量：水三相點熱力學溫度Tt r為基礎(chǔ)，而Tt r國際上已于1967年協(xié)議，精確地等于273.16K。（圖略）

1K=1/273.16 Tt r

開爾文是用英國科學家開爾文的名字命名的。

威廉·湯姆森（William·Thom？鄄son），后來的開爾文勛爵（Lord·Kelvin of Largs），1824年6月26日生于英國北愛爾蘭貝爾法斯特。他的特殊天賦和理解力很早就表現(xiàn)出來了，以致他在10歲就被格拉斯哥大學注冊錄取。16歲他作為大學生來到劍橋，在劍橋他所有功課成績都很優(yōu)秀。湯姆森作為格拉斯哥大學物理學教授從1846年開始從事教學和科學研究。人們說，在他那兒，計劃1小時的課經(jīng)常持續(xù)3個小時。2012年注冊計量師報名時間

湯姆森的興趣一向在熱力學和電學方面。熱能的研究使他認識了一個可能最低的溫度，即溫度的絕對零度。他把這個-273.15℃的溫度點當作一個新的溫度和溫標（圖略）的出發(fā)點。他與一位英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦爾（James·Prescott·Joule 1818~1889）一起發(fā)現(xiàn)了用他們兩人名字命名的“焦爾-湯姆森效應”。它表明，理想氣體在沒有外界做功而膨脹時，使其冷卻到足夠低的溫度。發(fā)生冷卻是由于膨脹時必須通過內(nèi)部做功以克服氣體的分子力。*1856年湯姆森認識到按照他的名字命名的熱電“湯姆森效應”，它包含，當一個電流通過，在一個均勻的電導體中存在一個溫度落差按照它的方向產(chǎn)生熱或取走熱。

“湯姆森熱”和一個導電體的焦耳電流熱（它取決于導體的電阻和電流強度）是不能混淆的。另外湯姆森還認識到可以轉(zhuǎn)化為機械功的熱能。作為熱力學過程不可逆性的一個量，用熵的概念他與魯?shù)婪?middot;克勞西烏斯（Rudolf·Claustus1822~1888）同時創(chuàng)立了熱力學第二定律，亦即所有的熱力機只能把它從一種熱材料取走的熱能的一部分轉(zhuǎn)換成機械功。這個熱能的剩余部分又總是被散發(fā)給冷材料。

在電學領(lǐng)域按照他的名字命名的開爾文電流天平屬于最重要的發(fā)明。它可以確定機械力和電流強度之間的關(guān)系。電流天平特別在測量電流和檢定電流計中得到應用。值得一提的是他還研制了靜電伏特計，它能夠相當精確的測量當時最高大約10kV的電壓。此外湯姆森改進了許多測量方法并且發(fā)明了無數(shù)其他的測量儀器，比如說精確測定很小電阻的測量電橋，它現(xiàn)在被稱作為湯姆森測量電橋。湯姆森通過參與實現(xiàn)大不列顛和美國之間首次海底電纜連接名揚國外。他是這個項目的發(fā)起人之一，并計算了電纜。經(jīng)海底電纜的第一次通話是1858年8月17日通過北大西洋從大不列顛通往美國。無可置疑，這項海底電纜的連接是19世紀最大的技術(shù)貢獻。遺憾的是，因為出現(xiàn)了故障，用這個電纜向大西洋另一方大約只通了700次話。跨越大西洋持續(xù)的通信直到1866年初才在兩洲之間建起，這項工作湯姆森同樣參與并起了決定性的作用。

威廉·湯姆森1882年被授予貴族稱號后被尊稱為拉格斯的開爾文勛爵。1907年12月17日死于蘇格蘭拉格斯附近的內(nèi)斯霍爾（Netherhall），享年84歲。他的成就得到了承認，他是19世紀杰出的和受人尊敬的自然科學家。他把最后的長眠之處選在伊薩克·牛頓爵士（1643-1727）旁邊的威斯敏斯特爾教堂。

*焦爾-湯姆森效應：氣體經(jīng)歷焦爾-湯姆森膨脹時溫度隨壓強的變化。

焦爾-湯姆森膨脹：流體通過多孔塞或部分開放的活門從高壓到低壓的不可逆絕熱膨脹。（譯者注）

譯自《PTB-Mitteilungen》2001年No.2

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