तापमान के लिए एक अलग SI इकाई क्यों है?
नीचे दिए गए तथ्यों को सही मानने पर:
- 7 एसआई इकाइयाँ हैं - द्रव्यमान (किलो), लंबाई (एम), समय (एस), वर्तमान (ए), तापमान (के), चमकदार तीव्रता (सीडी), पदार्थ की मात्रा (मोल)।
- तापीय ऊर्जा अनिवार्य रूप से गतिज ऊर्जा के अलावा और कुछ नहीं है।
- तापमान तापीय ऊर्जा (इसलिए गतिज ऊर्जा का माप) का एक उपाय है।
- में गतिज ऊर्जा व्यक्त की जा सकती है $[M^1 L^2 T^{-2}]$ (द्रव्यमान, लंबाई और समय का एक कार्य)।
इन तथ्यों के अनुसार, केल्विन (तापमान के लिए एसआई इकाई) भी द्रव्यमान, लंबाई और समय का एक कार्य है। यदि हां, तो हमें तापमान के लिए विशेष रूप से एक अलग SI इकाई की आवश्यकता क्यों है? क्या मैं कुछ भूल रहा हूँ?
जवाब
अच्छा प्रश्न। इकाइयों की किसी भी प्रणाली में तापमान की इकाई और ऊर्जा की इकाई के बीच आनुपातिकता कारक बोल्ट्जमन स्थिरांक है । यदि हम बोल्ट्जमान को निरंतर सेट करते हैं$1$- जैसा कि प्लैंक इकाइयों की प्रणाली में है - तब हम उसी इकाइयों में तापमान और ऊर्जा को माप रहे हैं।
हालांकि, रोजमर्रा की जिंदगी में प्लैंक इकाइयों का उपयोग करना व्यावहारिक कठिनाइयों को पैदा करेगा, क्योंकि प्लैंक तापमान बहुत बड़ा है - एक कप चाय का तापमान लगभग $2 \times 10^{-30}$प्लांक इकाइयाँ। आप इस बात का अंदाजा लगा सकते हैं कि छोटे परमाणु कितने होते हैं - एक रोजमर्रा की वस्तु में बड़ी संख्या में परमाणु होते हैं, इसलिए इसकी परमाणु ऊर्जा की औसत ऊर्जा, संभावित ऊर्जा आदि की तुलना में प्रति परमाणु में इसकी औसत तापीय ऊर्जा बहुत कम होती है। उन इकाइयों का सेट जिसमें विशिष्ट मैक्रोस्कोपिक ऊर्जा और तापमान दोनों का उचित मान होता है (बहुत बड़ा नहीं, बहुत छोटा नहीं) आपको बोल्टज़मन को बहुत कम मूल्य पर स्थिर करने की आवश्यकता है।