Absolute zero and the Kelvin scale of temperature
Temperatuur is de maat voor de warm- of koudheid van een voorwerp. Het is een eigenschap die ons in staat stelt warmte te kwantificeren en te bepalen in welke richting de warmte van het ene naar het andere voorwerp zal stromen. Wanneer een voorwerp koud is, zeggen we dat het een lage temperatuur heeft en wanneer het warm is, zeggen we dat het een hoge temperatuur heeft. Als we onze handen in water leggen en de warmte-energie stroomt van het water naar onze handen, dan heeft het water een hogere temperatuur dan onze handen. Als de warmte-energie van onze handen naar het water zou stromen, dan zou het water een lagere temperatuur hebben dan onze handen.
De temperatuur van een stof is een maat voor de beweging van alle atomen en moleculen in de stof. Wanneer een stof wordt verwarmd, neemt de snelheid van de deeltjes toe, evenals hun kinetische energie en stijgt de temperatuur. Wanneer een stof wordt afgekoeld, neemt de snelheid van de deeltjes af, evenals hun kinetische energie en daalt de temperatuur. Als de stof verder wordt afgekoeld, wordt de beweging van de deeltjes steeds langzamer en worden hun trillingen steeds minder. Uiteindelijk kan een temperatuur worden bereikt waarbij de atomen en moleculen in de stof hun laagste energietoestand hebben bereikt en hun beweging vrijwel ophoudt. Dit wordt bereikt bij een temperatuur van -273°C en wordt het absolute nulpunt genoemd. Dit is de laagst mogelijke temperatuur omdat de atomen en moleculen zich in hun laagste energietoestand bevinden en er dus geen energie voor overdracht is.
Kelvin-schaal
De Kelvin-temperatuurschaal ontleent zijn naam aan Lord Kelvin, die hem in het midden van de jaren 1800 ontwikkelde. Zij neemt het absolute nulpunt als uitgangspunt en de temperatuurmetingen krijgen het symbool K (dat staat voor “Kelvin”). Temperatuurverschillen op de schaal van Kelvin verschillen niet van die op de schaal van Celsius (°C). De twee schalen verschillen in hun beginpunt. Zo is 0°C gelijk aan 273K.