Kelvin

Kelvin
Termometer dengan skala suhu dalam celsius dan kelvin
Informasi umum
Sistem satuan	Satuan pokok SI
Besaran	Suhu termodinamika
Simbol	K
Asal penamaan	William Thomson, Baron Kelvin Pertama
Konversi
x K dalam ...	... sama dengan ...
Satuan turunan SI	x − 273,15 °C
Satuan imperial/AS	1,8 ( x − 273,15) + 32 °F
Skala absolut imperial/AS	1,8 x °Ra
Satuan lainnya	0,8 (x − 273,15) °Ré

Kelvin (simbol: K; bahasa Inggris dan bahasa Prancis: kelvin) adalah satuan pokok untuk besaran suhu termodinamika dalam Sistem Satuan Internasional (SI). Setelah redefinisi pada tahun 2019, definisi satuan kelvin, seperti yang disebutkan dalam Brosur SI edisi kesembilan, adalah sebagai berikut.^[1]

Kelvin, yang disimbolkan dengan K, adalah satuan suhu termodinamika dalam SI. Satuan ini didefinisikan dengan memperoleh nilai numerik tetap dari konstanta Boltzmann k sebesar 1,380649×10⁻²³ bila dinyatakan dalam satuan J⋅K⁻¹ yang sebanding dengan kg⋅m²⋅s⁻²⋅K⁻¹, dengan definisi kilogram, meter, dan detik yang ditentukan berkenaan dengan h, c, dan Δν_Cs.

Skala Kelvin sendiri adalah skala suhu termodinamika mutlak, yang berarti satuan kelvin menggunakan nol mutlak (ketika gerakan molekuler berhenti, dalam bidang termodinamika) sebagai titik 0 K. Sebelumnya, skala kelvin didefinisikan oleh dua fakta, yaitu bahwa nol kelvin adalah nol mutlak dan bahwa satu kelvin adalah pecahan 1273,15 dari suhu termodinamika titik tripel air (0,01°C). Setelah redefinisi, definisi satu kelvin menjadi perubahan suhu termodinamika T yang menghasilkan perubahan energi panas kT sebesar 1,380649 × 10⁻²³ J. Skala suhu Celsius juga kini didefinisikan berdasarkan kelvin.

Kelvin dinamai berdasarkan seorang fisikawan dan insinyur Inggris, William Thomson, Baron Kelvin Pertama (1824–1907). Tidak seperti skala Fahrenheit dan skala Celsius, kelvin tidak menggunakan derajat (°).

Nama satuan kelvin sebagai satuan SI diawali dengan huruf kecil (kecuali pada awal kalimat), dan tidak pernah diikuti oleh kata derajat atau simbol °, berbeda dengan skala Fahrenheit dan skala Celsius. Hal ini karena kelvin adalah satuan ukuran untuk "skala Kelvin", sementara Celsius dan Fahrenheit hanyalah "skala ukuran", sedangkan satuan untuk kedua skala tersebut yang sebenarnya adalah derajat suhu.^[2] Berbeda dengan satuannya, bila merujuk pada "skala" suhu terkait, "Kelvin" diawali dengan huruf kapital.^[3]

Skala Kelvin tidak menggunakan derajat yakni karena skala kelvin adalah skala mutlak/absolut, yang berarti skala Kelvin menggunakan nol mutlak (kondisi ketiadaan energi termal di dalam suatu sistem) sebagai titik nolnya (0 K). Karena hal ini, Kelvin dapat merepresentasikan jumlah energi termal yang ada pada suatu sistem. Melipatgandakan besar suhu kelvin sama dengan melipatgandakan jumlah energi termal dalam sistem itu. Hal tersebut berbeda pada Celsius dan Fahrenheit yang tidak dapat mengikuti kaidah tersebut.^[4]

Istilah Kelvin muncul pada pertengahan abad ke-19, bukan awal hingga pertengahan abad ke-18, dan tidak pernah disebut atau ditulis mengikuti derajat (°), dan tidak pernah diawali dengan huruf kapital, kecuali jika disingkat menjadi simbol "K".^[5]

Simbol unit kelvin dikodekan di Unicode pada poin U+212A K simbol kelvin. Namun, simbol tersebut adalah karakter kompatibilitas yang ada untuk kompatibilas dengan kode lama. Standar Unicode merekomendasikan menggunakan U+004B K huruf kapital latin k; yaitu huruf kapital K normal. "Tiga simbol seperti huruf yang telah diberikan kesetaraan dengan huruf biasa: U+2126 Ω simbol ohm, U+212A K simbol kelvin, dan U+212B Å simbol angstrom. Pada ketiga contoh tersebut, huruf biasa yang harus digunakan."^[6]

Dalam sistem termodinamika, energi yang dibawa partikel sebanding dengan suhu absolut, serta melibatkan konstanta proporsionalitas yang dikenal sebagai konstanta Boltzmann. Dengan demikian, suhu partikel dapat dikoversi menjadi kandungan energi atau, sebaliknya, menghitung energi partikel pada suhu tertentu di bawah ini:

• Elektronvolt ke kelvin

${\displaystyle \mathrm {eV} \times 11.\!605}$

• Kelvin ke elektronvolt

${\displaystyle {\frac {\mathrm {K} }{11.\!605}}}$

Kelvin sering digunakan untuk mengukur suhu warna dari sumber cahaya. Suhu warna didasari prinsip radiasi benda hitam yang memancarkan cahaya dengan karakteristik distribusi frekuensi dari suhunya. Benda hitam pada suhu di bawah 4000 K terlihat merah, sementara benda hitam dengan suhu 7500 K terlihat biru. Suhu warna juga penting pada area proyeksi gambar dan fotografi, di mana suhu warna sekitar 5600 K diperlukan untuk mencocokkan emulsi "siang hari".

Pada astronomi, klasifikasi bintang dan lokasi mereka pada diagram HHertzsprung–Russell sebagian didasari terhadap suhu permukaan mereka. Hal ini dikenal sebagai suhu efektif. Fotosfer Matahari, misalnya, memiliki suhu efektif 5772 K^{[7][8][9][10]} seperti yang diadopsi oleh IAU 2015 Resolution B3.

Kamera digital dan perangkat lunak fotografi sering menggunakan suhu warna dengan unit K pada menu penyuntingan dan setup. Panduan sederhana pada suhu warna tinggi memproduksi gambar dengan warna putih dan biru. Mengurangi suhu warna akan memberikan warna kemerahan pada gambar, yang membuatnya terlihat lebih hangat.

Pada elektronika, Kelvin digunakan sebagai indikator seberapa tinggi derau yang ada pada sirkuit dalam relasi terhadap derau lantai, yaitu derau suhu. Derau Johnson–Nyquist untuk resistor (yang menghasilkan derau kTC ketika disambungkan dengan kapasitor) adalah tipe dari derau suhu yang diturunkan dari konstanta Boltzmann. Derau ini dapat digunakan untuk menentukan derau suhu dari rangkaian listrik dengan rumus derau Friss.