Kelvin (°K)

Das Kelvin ist die Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur im Internationalen Einheitensystem. Sein Zeichen ist K, geschrieben ohne Gradzeichen und ohne das Wort Grad, sodass Temperaturen als 300 Kelvin und nicht als 300 Grad Kelvin angegeben werden.

Sein Nullpunkt ist der absolute Nullpunkt, die Temperatur, bei der die thermische Bewegung der Teilchen ihr quantenmechanisches Minimum erreicht. Kälter geht es nicht, was das Kelvin zu einer absoluten und nicht zu einer relativen Skala macht. Diese Eigenschaft zählt in der Physik, weil Verhältnisse dadurch sinnvoll werden: ein Gas bei 600 Kelvin hat die doppelte absolute Temperatur eines Gases bei 300, eine Aussage, die schlicht falsch ist, wenn man dieselben Temperaturen in Celsius oder Fahrenheit schreibt.

Die Größe des Kelvins ist identisch mit der des Grades Celsius, sodass Temperaturdifferenzen in beiden zahlenmäßig gleich ausfallen. Nur der Versatz unterscheidet sich, und er beträgt genau 273,15. William Thomson, der spätere Lord Kelvin, schlug die absolute Skala 1848 vor und folgerte aus Carnots Arbeiten über Wärmekraftmaschinen, dass es eine von jedem einzelnen Stoff unabhängige thermodynamische Temperatur geben müsse.

Seit 2019 ist das Kelvin definiert, indem die Boltzmann-Konstante auf genau 1,380649 mal zehn hoch minus dreiundzwanzig Joule je Kelvin festgelegt wird. Die frühere Definition nutzte den Tripelpunkt des Wassers, einen realen physikalischen Fixpunkt, der gleichwohl von der Isotopenzusammensetzung der Probe abhängt. Kryotechnik, Astronomie, Spektroskopie sowie die Farbtemperatur in Fotografie und Beleuchtung nutzen die Einheit, weshalb eine warmweiße Lampe mit 2700 K und Tageslicht mit 5500 K angeboten wird.

Ganze Fachgebiete leben an bestimmten Punkten der Skala. Die kosmische Hintergrundstrahlung liegt bei 2,725 Kelvin, der Siedepunkt flüssigen Heliums bei 4,2, und Supraleiter älterer Art arbeiten unter etwa 20 — darum brauchen sie Helium statt Stickstoff. Flüssiger Stickstoff siedet bei 77 Kelvin und ist billig, sodass die Entdeckung von Werkstoffen, die oberhalb dieser Marke supraleiten, im Jahr 1986 veränderte, was praktisch machbar war. Am anderen Ende brennt eine Glühlampe nahe 2800 Kelvin, die Sonnenoberfläche liegt bei 5800 und ihr Kern erreicht fünfzehn Millionen. Dies alles auf einer einzigen Skala mit physikalischem Nullpunkt auszudrücken ist es, was solche Vergleiche sinnvoll macht.

Null Kelvin entspricht minus 273,15 Grad Celsius, und 273,15 Kelvin entsprechen 0 Grad Celsius.

Umrechnungstabelle für Kelvin