Mengapa ada satuan SI terpisah untuk suhu?

Question

Dengan asumsi saya mendapatkan fakta di bawah ini dengan benar:

• Ada 7 satuan SI - massa (kg), panjang (m), waktu (s), arus (A), suhu (K), intensitas cahaya (cd), jumlah zat (mol).
• Energi panas pada dasarnya tidak lain adalah energi kinetik.
• Suhu adalah ukuran energi termal (karenanya mengukur energi kinetik).
• Energi kinetik dapat diekspresikan dalam $[M^1 L^2 T^{-2}]$ (fungsi massa, panjang dan waktu).

Berdasarkan fakta ini, adalah kelvin (satuan SI untuk suhu) juga merupakan fungsi dari massa, panjang dan waktu. Jika ya, mengapa kita membutuhkan satuan SI tersendiri khusus untuk suhu? Apakah saya melewatkan sesuatu?

Answer 1

Pertanyaan bagus. Dalam sistem satuan apa pun, faktor proporsionalitas antara satuan suhu dan satuan energi adalah konstanta Boltzmann . Jika kita menyetel konstanta Boltzmann ke$1$- seperti dalam sistem satuan Planck - maka pada dasarnya kita mengukur suhu dan energi dalam satuan yang sama.

Namun, menggunakan unit Planck dalam kehidupan sehari-hari akan menimbulkan kesulitan praktis, karena suhu Planck sangat tinggi - suhu secangkir teh kira-kira $2 \times 10^{-30}$Unit Planck. Anda dapat menganggap ini sebagai ukuran seberapa kecil atom - benda sehari-hari mengandung sejumlah besar atom, jadi energi termal rata-rata per atom sangat kecil dibandingkan dengan energi kinetik makroskopis, energi potensial, dll. Jadi untuk menghasilkan a sekumpulan unit yang energi makroskopisnya tipikal dan suhu memiliki nilai yang wajar (tidak terlalu besar, tidak terlalu kecil) Anda perlu menyetel konstanta Boltzmann ke nilai yang sangat kecil.