なぜ温度用に別のSI単位があるのですか？
Jan 09 2021
私が以下の事実を正しく理解したと仮定します：
- 7つのSI単位があります-質量（kg）、長さ（m）、時間（s）、電流（A）、温度（K）、光度（cd）、物質量（mol）。
- 熱エネルギーは本質的に運動エネルギーに他なりません。
- 温度は熱エネルギーの尺度です（したがって、運動エネルギーの尺度です）。
- 運動エネルギーは次のように表すことができます。 $[M^1 L^2 T^{-2}]$ （質量、長さ、時間の関数）。
これらの事実によると、ケルビン（温度のSI単位）も質量、長さ、時間の関数です。もしそうなら、なぜ私たちは温度のために特別に別のSI単位を必要とするのですか？私は何かが足りないのですか？
回答
4 gandalf61 Jan 09 2021 at 19:24
良い質問。どの単位系でも、温度の単位とエネルギーの単位の間の比例係数はボルツマン定数です。ボルツマン定数をに設定すると$1$-プランク単位系の場合と同様に-実際には、同じ単位で温度とエネルギーを測定しています。
ただし、プランクの温度が非常に高いため、日常生活でプランク単位を使用すると、実際的な問題が発生します。お茶の温度は約 $2 \times 10^{-30}$プランク単位。これは、原子の小ささの尺度と考えることができます。日常のオブジェクトには多数の原子が含まれているため、原子あたりの平均熱エネルギーは、巨視的な運動エネルギーや位置エネルギーなどに比べて非常に小さくなります。典型的な巨視的エネルギーと温度の両方が妥当な値（大きすぎず、小さすぎない）を持つユニットのセットでは、ボルツマン定数を非常に小さい値に設定する必要があります。