Ver el código de «Kelvin»

{{otros usos}}
{{Ficha de unidad
| bgcolour =
| nombre = Kelvin
| imagen = 
| pie = 
| estándar = [[Unidades básicas del Sistema Internacional]]
| magnitud = [[Temperatura]]
| símbolo = K
| nombradapor = [[William Thomson|William Thomson, Lord Kelvin]]
| unidad1 = 
| enunidad1 =
| unidad2 = 
| enunidad2 = 
| enunidad3 = 
| unidad4 = 
| enunidad4 = 
}}
[[Archivo:CelsiusKelvinThermometer.jpg|thumb|150px|alt=|Termómetro con escalas en grados Celsius y kelvin]]
El '''kelvin''' (símbolo: '''K'''), antes llamado '''grado Kelvin''',<ref>Tipler, Paúl A. (1991) ''Física pre-universitaria''. Reveré. Vol.&nbsp;1. Pág.&nbsp;301. ISBN 978-84-291-4375-1.</ref> es la unidad de [[temperatura]] de la [[temperatura absoluta|escala]] creada en 1848 por [[William Thomson|William Thomson, primer barón de Kelvin]], sobre la base del [[grado Celsius]], estableciendo el punto cero en el [[cero absoluto]] ({{esd|−273.15 °C}}) y conservando la misma dimensión.<ref name="SI Brochure 9"/><ref name="BIPM web page for kelvin">{{cite web |title=SI base unit: kelvin (K) |url=https://www.bipm.org/en/si-base-units/kelvin |website=bipm.org |publisher=BIPM |access-date=2022-03-05}}</ref><ref name="NIST SI redefinition">{{cite journal |title=A Turning Point for Humanity: Redefining the World's Measurement System |url=https://www.nist.gov/si-redefinition/turning-point-humanity-redefining-worlds-measurement-system |journal=Nist |date=12 May 2018 |access-date=2022-02-21}}</ref> A sus 24 años, Kelvin introdujo la [[escala de temperatura termodinámica]], cuya unidad fue nombrada en su honor en 1968.

Es una de las [[Unidades básicas del Sistema Internacional|unidades básicas]] del [[Sistema Internacional de Unidades]]. Desde la 26.ª [[Conferencia General de Pesas y Medidas|Conferencia General de Pesos y Medidas]], celebrada en noviembre de 2018, se define a partir de la [[constante de Boltzmann]], a la que se ha dado un valor numérico exacto, sin incertidumbre.<ref>{{ Cita web | url = https://boe.es/boe/dias/2020/04/29/pdfs/BOE-A-2020-4707.pdf | título = Real Decreto 493/2020, de 28 de abril, por el que se modifica el Real Decreto 2032/2009, de 30 de diciembre, por el que se establecen las unidades legales de medida. | fechaacceso = 29 de abril de 2020 | fecha = 28 de abril de 2020 | sitioweb = Boletín Oficial del Estado | idioma = es | formato = pdf }}</ref>

Se define al fijar el valor numérico de la [[constante de Boltzmann]], ''k'', en {{esd|1.380 649 × 10<sup>−23</sup>}}, cuando se expresa en la unidad [[Julio (unidad)|J]]·[[Kelvin|K]]<sup>−1</sup>, igual a [[Kilogramo|kg]]·[[Metro cuadrado|m<sup>2</sup>]]·[[Segundo|s]]<sup>-2</sup>·[[Kelvin|K]]<sup>−1</sup>, donde el kilogramo, el metro y el segundo se definen en función de ''h'', ''c'' y Δ''ν''<sub>Cs</sub>.

De la relación exacta ''k''&nbsp;=&nbsp;{{esd|1.380 649 × 10<sup>−23</sup>}}&nbsp;[[Kilogramo|kg]]·[[Metro cuadrado|m<sup>2</sup>]]·[[Segundo|s]]<sup>−2</sup>·[[Kelvin|K]]<sup>−1</sup> se obtiene la expresión para el kelvin en función de las constantes ''k'', ''h'' y Δ''ν''<sub>Cs</sub>:

<math>1 K = \frac{1.380 \, 649 \times 10^{-23}}{(6.626 \, 070 \, 15 \times 10^{-34})(9 \, 192 \, 631 \, 770)} \ \frac{h \ \Delta\nu_{Cs}}{k} 
\approx 2.266 \, 665 \, 3 \  \frac{h \ \Delta\nu_{Cs}}{k} </math>

El efecto de esta definición es que el kelvin es igual a la variación de temperatura termodinámica que da lugar a una variación de energía térmica  ''kT'' de 1.380&nbsp;649&nbsp;×&nbsp;10<sup>−23</sup>&nbsp;J.

Anteriormente se definía el kelvin como la fracción {{sfrac|1|273.16}} de la temperatura termodinámica del [[punto triple#Punto triple del agua|punto triple del agua]].<ref name="kelvin-SI">{{cita web |url=http://www.bipm.org/fr/si/si_brochure/chapter2/2-1/kelvin.html |título=Unité de température thermodynamique (kelvin) |fechaacceso=18 de enero de 2013 |editorial=Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) |idioma=francés}}</ref> Se representa con la letra [[K]], nunca «°K», pues actualmente su nombre no es el de «grados kelvin», sino simplemente «kelvin».<ref name="kelvin-SI" />

Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su importancia radica en el 0 de la escala: la temperatura de {{esd|0 K}} es denominada «[[cero absoluto]]», que corresponde al punto en el que las [[molécula]]s y [[átomo]]s de un sistema tienen la mínima [[energía térmica]] posible. Ningún sistema [[macroscópico]] puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en kelvin se le llama «[[temperatura absoluta]]» y es la escala de temperaturas que se usa en [[ciencia]], especialmente en trabajos de [[física]] o [[química]].

También en iluminación de [[fotografía]], [[vídeo]] y [[cine]] se utilizan los kelvin como referencia de la [[temperatura de color]]. Cuando un [[cuerpo negro]] es calentado, emite luz de diferente color según la temperatura a la que se encuentra. De este modo, cada color se puede asociar a la temperatura a la que debería estar un cuerpo negro para emitir en ese color. Es necesario recalcar que la temperatura de color asociada a un cuerpo no está relacionada con su temperatura real. Por ejemplo, {{esd|1600 K}} es la temperatura de color correspondiente a la salida o puesta del sol. La temperatura del color de una lámpara de filamento de wolframio (tungsteno) corriente es de {{esd|2800 K}}. La temperatura de la luz utilizada en fotografía y artes gráficas es {{esd|5500 K}} (para considerarla «luz de día», lo que no impide que se usen otras partes de la escala para referirse a la luz de [[Wolframio|tungsteno]] o algunas [[Lámpara led|lámparas led]]) y la del sol al mediodía con cielo despejado es de {{esd|5200 K}}. La luz de los días nublados es más azul y es {{esd|6000 K}} o más, llegando incluso a los {{esd|11 000 K}}.

Históricamente, la escala Kelvin se desarrolló a partir de la [[escala Celsius]], de tal forma que 273.15 K era 0 °C (el [[punto de fusión]] aproximado del [[hielo]]) y un cambio de un kelvin equivalía exactamente a un cambio de un grado [[Grado Celsius| Celsius]].<ref name="MEP para el kelvin 2019">{{Cite web|url=https://www.bipm.org/documents/20126/41489682/SI-App2-kelvin.pdf/cd36cb68-3f00-05fd-339e-452df0b6215e?version=1.5&t=1637237805352&download=false|title=Mise en pratique para la definición del kelvin en el SI|access-date=18 de febrero de 2022|last=BIPM|date=20 May 2019|website=BIPM.org}}</ref><ref name="nist intro">{{cite web|url=https://www.nist.gov/si-redefinition/kelvin-introduction|title=Kelvin: Introducción|access-date=2 septiembre 2022|date=14 mayo 2018|website=NIST|language=es}}</ref> Esta relación sigue siendo exacta, pero las escalas Celsius, Fahrenheit y Rankine se definen ahora en términos de la escala Kelvin.<ref name="SI Brochure 9">{{cite web |title=SI Brochure: The International System of Units (SI) – 9th edition |url=https://www.bipm.org/documents/20126/41483022/SI-Brochure-9-EN.pdf/2d2b50bf-f2b4-9661-f402-5f9d66e4b507 |publisher=BIPM |access-date=2022-02-21}}</ref><ref name="Busting Myths about the Metric System">{{cite journal |last1=Benham |first1=Elizabeth |title=Busting Myths about the Metric System |url=https://www.nist.gov/blogs/taking-measure/busting-myths-about-metric-system |journal=Nist |date=2020-10-06 |publisher=Taking Measure (official blog of the NIST) |access-date=2022-02-21}}</ref><ref name="NIST HB44 Apéndice C">{{cite web|url=https://www.nist.gov/system/files/documents/2021/11/30/2022-HB44-Section-Appendix-C.pdf|title=Handbook 44 - 2022 - Apéndice C - Tablas generales de unidades de medida|access-date=21 de febrero de 2022|website=nist.gov|publisher=NIST}}</ref> El kelvin es la principal unidad de temperatura para la [[ingeniería]] y las [[ciencias físicas]], mientras que en la mayoría de los países la escala Celsius sigue siendo la escala dominante fuera de estos campos.<ref name="nist intro"/> En [[Estados Unidos]], fuera de las ciencias físicas, predomina la escala [[Grado Fahrenheit| Fahrenheit]], empleándose la escala kelvin o [[Rankine]] para la temperatura absoluta.<ref name="Desmontando mitos sobre el sistema métrico decimal">{{cite journal |last1=Benham |first1=Elizabeth |title=Desmontando mitos sobre el sistema métrico decimal |url=https://www.nist.gov/blogs/taking-measure/busting-myths-about-metric-system |journal=Nist |date=6 de octubre de 2020 |publisher=Tomando medidas (blog oficial del NIST) }}</ref>
==Historia==
{{Véase también|Temperatura termodinámica#Historia}}

=== Precursores ===
[[Archivo:Melting ice thermometer.jpg|thumb|Un baño de agua con [[hielo]] ofrecía un punto de [[calibración]] práctico para los [[termómetro]]s en una época anterior a que se comprendiera bien la naturaleza física del [[calor]]]]

Durante el {{siglo|XVIII||s}}, se desarrollaron [[Conversión de escalas de temperatura|múltiples escalas de temperatura]],<ref name="NIST kelvin history">{{cite journal |title=Kelvin: Historia |url=https://www.nist.gov/si-redefinition/kelvin-history |journal=Nist |date=14 May 2018 |access-date=2022-02-21}}</ref> especialmente [[Grado Fahrenheit| Fahrenheit]] y centígrados (más tarde [[Grado Celsius| Celsius]]). Estas escalas eran anteriores a gran parte de la ciencia moderna de la [[termodinámica]], incluyendo la [[teoría atómica]] y la [[teoría cinética de los gases]] que sustentan el concepto de cero absoluto. En su lugar, eligieron puntos definitorios dentro del rango de la experiencia humana que podían reproducirse fácilmente y con una precisión razonable, pero que carecían de cualquier significado profundo en la física térmica. En el caso de la escala Celsius (y de las desaparecidas [[Grado Newton| escala de Newton]] y [[Grado Réaumur| escala de Réaumur]]), el punto de fusión del [[agua]] sirvió como punto de partida, definiéndose Celsius, desde la década de 1740 hasta la de 1940, calibrando un termómetro de forma que

* El [[punto de congelación]] del agua es 0 grados.
* El [[punto de ebullición]] del agua es de 100 grados.

Esta definición supone agua pura a una [[presión]] específica elegida para aproximarse a la presión natural del aire a [[nivel del mar]]. Así, un incremento de 1&nbsp;°C equivale a {{sfrac|1|100}} de la diferencia de temperatura entre los puntos de fusión y ebullición. Este intervalo de temperatura se convertiría en el patrón del kelvin.{{fact|date=Agosto 2022}}

=== Ley de Charles ===
Entre 1787 y 1802, fue determinada por [[Jacques Charles]] (sin publicar), [[John Dalton]],<ref>
* {{Cite journal|first=John|last=Dalton|date=1801|url=https://books.google.com/books?id=3qdJAAAAYAAJ&pg=PA595|title=Ensayo II. Sobre la fuerza del vapor de agua y de varios otros líquidos, tanto en el vacío como en el aire|journal=Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester|volume=5 part 2|pages=550-74}}
* {{Cite journal|first=John|last=Dalton|date=1801|url=https://books.google.com/books?id=3qdJAAAAYAAJ&pg=PA595|title=Ensayo IV. Sobre la expansión de los fluidos elásticos por el calor|journal=Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester|volume=5 part 2|pages=595-602}}</ref> y [[Joseph Louis Gay-Lussac]]<ref>{{citation |author=Gay-Lussac, J. L. |author-link=Joseph Louis Gay-Lussac |year=1802 |title=Recherches sur la dilatation des gaz et des vapeurs |journal=Annales de Chimie |volume=XLIII |page=137}}. [http://web.lemoyne.edu/~giunta/gaygas.html Traducción al español (extracto).]</ref> que, a presión constante, los gases ideales expandían o contraían su volumen linealmente ([[ley de Charles]]) en aproximadamente a {{sfrac|1|273}} partes por grado Celsius de cambio de temperatura hacia arriba o hacia abajo, entre 0° y 100&nbsp;°C. Esto sugería que el volumen de un gas enfriado a unos −273&nbsp;°C llegaría a cero.

=== Lord Kelvin ===
[[Archivo:Baron Kelvin 1906.jpg|thumb|upright|[[William Thomson, 1er Barón Kelvin|Lord Kelvin]], el homónimo de la unidad de medida.]]
En 1848, William Thomson, que más tarde fue ennoblecido como [[Lord Kelvin]], publicó un artículo ''Sobre una escala termométrica absoluta''.<ref name="Absolute Thermometric Scale Zapatopi">{{cite web|url=https://zapatopi.net/kelvin/papers/on_an_absolute_thermometric_scale.html|title=Sobre una escala termométrica absoluta basada en la teoría de Carnot sobre la fuerza motriz del calor y calculada a partir de las observaciones de Regnault|access-date=21 de febrero de 2022|website=zapatopi.net|publisher=Revista filosófica|last1=Thomson|first1=William}}</ref><ref name="Reimpresión de la escala termométrica absoluta">{{cite web|url=https://www3.nd.edu/~powers/ame.20231/kelvin1848.pdf|title=Sobre una escala termométrica absoluta basada en la teoría de Carnot sobre la fuerza motriz del calor y calculada a partir de las observaciones de Regnault (reimpresión de 1881)|access-date=21 febrero 2022|publisher=Philosophical Magazine|last1=Thomson|first1=William}}</ref><ref name="lordkelvin">{{cite journal|url=http://zapatopi.net/kelvin/papers/on_an_absolute_thermometric_scale.html|title=Sobre una escala termométrica absoluta|date=octubre 1848|journal=Philosophical Magazine|access-date=2008-02-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20080201095927/http://zapatopi.net/kelvin/papers/on_an_absolute_thermometric_scale.html|archive-date=1 febrero 2008|last=Lord Kelvin|first=William}}</ref> Utilizando la pronto desaparecida [[teoría calórica]], propuso una escala «absoluta» basada en los siguientes parámetros:

* El punto de fusión del agua es 0 grados.
* El punto de ebullición del agua es 100 grados.

«Los puntos arbitrarios que coinciden en las dos escalas son 0º y 100º».

* Dos [[motores térmicos]] cualesquiera cuya fuente y sumidero de calor estén separados por el mismo número de grados serán, según el [[teorema de Carnot (termodinámica)|teorema de Carnot]], capaces de producir la misma cantidad de [[trabajo (física)|trabajo mecánico]] por unidad de «calórico» que pase por ellos.

{{cita|La propiedad característica de la escala que ahora propongo es que todos los grados tienen el mismo valor; es decir, que una unidad de calor que desciende de un cuerpo {{mvar|A}} a la temperatura {{mvar|T}}° de esta escala, a un cuerpo {{mvar|B}} a la temperatura ({{mvar|T}} − 1)°, produciría el mismo efecto mecánico, cualquiera que fuese el número {{mvar|T}}. Esto puede ser justamente llamado una escala absoluta, ya que su característica es bastante independiente de las propiedades físicas de cualquier sustancia específica.}}

Como el teorema de Carnot se entiende en la termodinámica moderna simplemente para describir la máxima [[Eficiencia térmica|eficiencia]] con la que [[energía térmica]] se puede convertir en [[energía]] mecánica y la eficiencia máxima predicha es una función de la ''relación'' entre las temperaturas absolutas de la fuente de calor y el disipador de calor:

*Eficiencia&nbsp;≤&nbsp;1&nbsp;−&nbsp;{{sfrac|temperatura absoluta del disipador de calor|temperatura absoluta de la fuente de calor}}.

De ello se deduce que incrementos de igual número de grados en esta escala deben representar siempre aumentos ''proporcionales'' iguales de la temperatura absoluta. El valor numérico de una temperatura absoluta, {{Math|''T''}}}, en la escala de 1848 está relacionado con la temperatura absoluta del punto de fusión del agua, {{Math|''T''<sub>mpw</sub>}}, y la temperatura absoluta del punto de ebullición del agua, {{Math|''T''<sub>bpw</sub>}}, por

* {{Math|''T''}} (escala&nbsp;de&nbsp;1848)&nbsp;=&nbsp;100&nbsp;({{Math|ln {{sfrac|''T''|''T''<sub>mpw</sub>}}}})&nbsp;/&nbsp;({{Math|ln {{sfrac|''T''<sub>bpw</sub>|''T''<sub>mpw</sub>}}}})

En esta escala, un aumento de 222 grados significa siempre una duplicación aproximada de la temperatura absoluta, independientemente de la temperatura de partida.

En una nota a pie de página, Thomson calculó que el «frío infinito» ([[cero absoluto]], que tendría un valor numérico de [[infinito]] negativo en esta escala) equivalía a −273&nbsp;°C utilizando los termómetros de aire de la época. Este valor de «−273» era el recíproco negativo de 0.00366 —el aceptado [[Expansión térmica#Expansión isobárica en gases ideales|coeficiente de expansión térmica]] de un [[gas ideal]] por grado Celsius relativo al punto de hielo, dando una notable consistencia al valor actualmente aceptado—.{{fact|date=Agosto 2022}}

En una década, Thomson había abandonado la teoría calórica y sustituido la escala de 1848 por una nueva<ref name="Absolute Thermometric Scale reprint">{{cite web |last1=Thomson |first1=William |title=On an Absolute Thermometric Scale founded on Carnot's Theory of the Motive Power of Heat, and calculated from Regnault's Observations (1881 reprint) |url=https://www3.nd.edu/~powers/ame.20231/kelvin1848.pdf |publisher=Philosophical Magazine |access-date=2022-02-21}}</ref><ref name="Teoría Dinámica Zapatopi">{{cite web |last1=Thomson |first1=William |title=Sobre la Teoría Dinámica del Calor, con resultados numéricos deducidos del equivalente del Sr. Joule de una Unidad Térmica, y las Observaciones de M. Regnault's Observations on Steam (Excerpts) |url=https://zapatopi.net/kelvin/papers/on_the_dynamical_theory_of_heat.html |website=Zapatopi.net |publisher=Transactions of the Royal Society of Edinburgh and Philosophical Magazine |access-date=21 de febrero de 2022}}</ref> basado en los 2 rasgos que caracterizarían todas las versiones futuras de la escala kelvin:

* El cero absoluto es el punto nulo.
* Los incrementos tienen la misma magnitud que en la escala Celsius.

En 1892, Thomson recibió el noble título de {{ord|1.|er}} [[Barón]] Kelvin de [[Largs]], o más sucintamente Lord Kelvin. Este nombre hacía referencia al [[río Kelvin]] que fluye por los terrenos de la [[Universidad de Glasgow]].

En las primeras décadas del {{siglo|XX||s}}, la escala Kelvin se denominaba a menudo «escala [[Grado Celsius |Celsius]]», indicando los grados Celsius contados a partir del cero absoluto en lugar del punto de congelación del agua, y utilizando el mismo símbolo para los grados Celsius normales, °C.<ref>Por ejemplo, ediciones de la ''Encyclopaedia Britannica'' de las décadas de 1920 y 1950, un ejemplo es el artículo «Planetas».</ref>

=== Estándar de punto triple ===
{{stack|[[Imagen:Phase-diag2.svg|thumb|upright=1.5|Un [[diagrama de fases]] típico. La línea verde continua se aplica a la mayoría de las sustancias; la línea verde discontinua da el comportamiento anómalo del agua. La línea de ebullición (azul sólido) va desde el punto triple hasta el [[Punto crítico (termodinámica)|punto crítico]], más allá del cual nuevos aumentos de temperatura y presión producen un [[fluido supercrítico]].]]}}
En 1873, el hermano mayor de William Thomson [[James Thomson (ingeniero)|James]] acuñó el término ''[[punto triple]]'''<ref>{{Cite journal|url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=hvd.32044106377062&view=1up&seq=48|title=Una investigación cuantitativa de ciertas relaciones entre los estados gaseoso, líquido y sólido de la sustancia agua|date=1873|journal=Proceedings of the Royal Society of London|volume=22|page=28|bibcode=1873RSPS...22...27T|issn=0370-1662|quote=y por consiguiente que las tres curvas se encontrarían o se cruzarían en un punto, que he llamado el ''punto triple''.|last=Thomson|first=James}}</ref> para describir la combinación de temperatura y [[presión]] a la que las [[Fase (materia)|fases]] sólida, líquida y gaseosa de una sustancia eran capaces de coexistir en [[equilibrio termodinámico]]. Aunque dos fases cualesquiera pueden coexistir a lo largo de una serie de combinaciones de temperatura y presión (por ejemplo, el [[punto de ebullición]] del [[agua]] puede verse afectado drásticamente por el aumento o la disminución de la presión), la condición del punto triple para una sustancia dada sólo puede darse a una única presión y a una única temperatura. En la década de 1940, se había medido experimentalmente que el punto triple del agua se situaba en torno al 0.6 % de la [[atmósfera estándar (unidad)|presión atmosférica estándar]] y muy cerca de 0.01&nbsp;°C según la definición histórica de Celsius entonces en uso.

En 1948, la escala Celsius se recalibró asignando a la temperatura del punto triple del agua el valor de 0.01&nbsp;°C exactamente y permitiendo que el [[punto de fusión]] a presión atmosférica estándar tuviera un valor determinado empíricamente (y que el punto de fusión real a presión ambiente tuviera un valor [[zona de baja presión|fluctuante]]) cercano a 0&nbsp;°C. Esto se justificó alegando que se consideraba que el punto triple proporcionaba una temperatura de referencia reproducible con mayor precisión que el punto de fusión.<ref name="CGPM 9 res 3 (1948)">{{cite web |title=Resolución 3 de la 9ª CGPM (1948) |url=https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/9-1948/resolution-3 |website=bipm.org |publisher=BIPM |access-date=21 de febrero de 2022}}</ref>

En 1954, una vez determinado experimentalmente que el cero absoluto era aproximadamente −273.15&nbsp;°C según la definición de °C entonces en uso, la Resolución 3 de la 10.ª [[Conferencia General de Pesas y Medidas]] (CGPM) introdujo una nueva escala Kelvin normalizada internacionalmente que definía el punto triple exactamente como 273.15&nbsp;+&nbsp;0.01&nbsp;=&nbsp;273.16 grados Kelvin.<ref name="CGPM 10 res 3 (1954)">{{cite web|url=https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/10-1954/resolution-3|title=Resolución 3 de la 10ª CGPM (1954)|access-date=2022-02-21|website=bipm.org|publisher=BIPM}}</ref><ref name="res310">{{cite web|url=http://www.bipm.fr/en/CGPM/db/10/3/|title=Resolución 3: Definición de la escala termodinámica de temperatura|access-date=2008-02-06|year=1954|work=Resoluciones de la 10ª CGPM|publisher=Bureau International des Poids et Mesures|archive-url=https://web.archive.org/web/20070623215318/http://www.bipm.fr/en/CGPM/db/10/3/|archive-date=23 de junio de 2007}}</ref>

En 1967, la Resolución 3 de la 13.ª CGPM cambió el nombre de la unidad de incremento de la temperatura termodinámica por «kelvin», símbolo K, en sustitución de «grado Kelvin», símbolo °K.<ref name="CGPM 13 res 3 (1967)">{{cite web |title=Resolution 3 of the 13th CGPM (1967) |url=https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/13-1967/resolution-3 |website=bipm.org |publisher=BIPM |access-date=2022-02-21}}</ref><ref name=res313>{{cite web |title=Resolución 3: Unidad SI de temperatura termodinámica (kelvin) |work=Resoluciones de la 13ª CGPM |url=http://www.bipm.fr/en/CGPM/db/13/3/ |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |year=1967 |access-date=2008-02-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070421013852/http://www.bipm.fr/en/CGPM/db/13/3/ |archive-date=21 de abril de 2007 |deadurl= }}</ref> El 13.º CGPM también sostuvo en su Resolución 4 que «El kelvin, unidad de temperatura termodinámica, es igual a la fracción {{sfrac|273.16}} de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. »<ref name="NIST SI redefinition" /><ref name="CGPM 13 res 4 (1967)">{{cite web |title=Resolución 4 de la 13ª CGPM (1967) |url=https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/13-1967/resolution-4 |website=bipm.org |publisher=BIPM |access-date=21 febrero 2022}}</ref><ref name="res413">{{cite web|url=https://www.bipm.org/en/CGPM/db/13/4/|title=Resolución 4: Definición de la unidad SI de temperatura termodinámica (kelvin)|access-date=2008-02-06|year=1967|work=Resoluciones de la 13ª CGPM|publisher=Bureau International des Poids et Mesures|archive-url=https://web.archive.org/web/20070615125646/http://www.bipm.fr/en/CGPM/db/13/4/|archive-date=15 de junio de 2007}}</ref>

Tras [[metre#speed of light definition|la redefinición del metro en 1983]], el kelvin, el [[segundo]] y el [[kilogramo]] quedaron como las únicas unidades del SI no definidas con referencia a ninguna otra unidad.

En 2005, observando que el punto triple podía verse influido por la relación isotópica del hidrógeno y el oxígeno que componen una muestra de agua y que ésta era «actualmente una de las principales fuentes de la variabilidad observada entre las diferentes realizaciones del punto triple del agua», el [[Comité Internacional de Pesas y Medidas]] (CIPM), un comité del CGPM, afirmó que a efectos de delinear la temperatura del punto triple del agua, la definición del kelvin se referiría al agua que tuviera la composición isotópica especificada para el [[Agua Oceánica Media Estándar de Viena]].<ref name="NIST SI redefinition"/><ref name="CGPM 23 res 10 (2007)">{{cite web|url=https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/23-2007/resolution-10|title=Resolución 10 de la 23ª CGPM (2007)|access-date=21 de febrero de 2022|website=bipm.org|publisher=BIPM}}</ref><ref name="sib2115">{{cite web|url=http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html|title=Unidad de temperatura termodinámica (kelvin)|access-date=2008-02-06|year=1967|work=Folleto del SI, 8ª edición|publisher=Bureau International des Poids et Mesures|pages=Sección 2.1.1.5|archive-url=https://web.archive.org/web/20070926215600/http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html|archive-date=26 de septiembre de 2007}}</ref>

=== Redefinición de 2019 ===
{{main|Redefinición de las unidades del SI}}
[[Archivo:Unit relations in the new SI.svg|thumb|upright=1.5|El kelvin se fija ahora en términos de la constante de Boltzmann y el [[joule]], definido a su vez por la [[Caesium standard|frecuencia de transición hiperfina del cesio-133]] y la [[constante de Planck]]. Tanto ''k'' como ''k'' <sub>B</sub> se aceptan como abreviatura de la constante de Boltzmann.]]
En 2005, el [[Comité Internacional de Pesas y Medidas|CIPM]] inició un programa para redefinir el kelvin (junto con las demás unidades del SI) utilizando un método más riguroso desde el punto de vista experimental. En concreto, el comité propuso [[Redefinición de las unidades del SI#Kelvin|redefinir el kelvin]] tal que la [[constante de Boltzmann]] tome el valor exacto 1.380&nbsp;650&nbsp;5<sup>−23</sup>&nbsp;J/K}}.<ref name="draft">{{cite web
|url=http://www.bipm.org/utils/en/pdf/si_brochure_draft_ch2.pdf
|title=Borrador del capítulo 2 para el folleto del SI, tras las redefiniciones de las unidades base.
|author=Ian Mills
|editor=CCU
|date=29 de septiembre de 2010
|access-date=2011-01-01
|archive-url=https://web.archive.org/web/20110110104615/http://www.bipm.org/utils/en/pdf/si_brochure_draft_ch2.pdf
|archive-date=10 de enero de 2011}}</ref> El comité esperaba que el programa estuviera terminado a tiempo para su adopción por el CGPM en su reunión de 2011, pero en la reunión de 2011 la decisión se pospuso hasta la reunión de 2014, cuando se consideraría como parte de un [[Redefinición de las unidades del SI|programa más amplio]].<ref>{{cite news
| url = http://www.bipm.org/utils/en/pdf/Press_release_resolution_1_CGPM.pdf
| title = La Conferencia General de Pesas y Medidas aprueba posibles cambios en el Sistema Internacional de Unidades, incluida la redefinición del kilogramo.
| editor = [[Conferencia General de Pesas y Medidas]]
| ubicación = Sèvres, Francia
| fecha = 23 de octubre de 2011
| fechaacceso = 25 de octubre de 2011
| archive-url = https://web.archive.org/web/20120209175127/http://www.bipm.org/utils/en/pdf/Press_release_resolution_1_CGPM.pdf
| archive-date = 9 de febrero de 2012}}</ref>

La redefinición se volvió a posponer en 2014, a la espera de mediciones más precisas de la constante de Boltzmann en términos de la definición actual,<ref>{{Cite web
 |url=http://www.bipm.org/cc/TGFC/Allowed/Minutes/CODATA_Minutes_14-BIPM-public.pdf
 |title=Informe sobre la reunión del Grupo de Trabajo CODATA sobre Constantes Fundamentales
 |fecha=3-4 de noviembre de 2014
 |place=[[BIPM]]
 |first=B.
 |last=Wood
 |page=7
 |quote=[El director del BIPM, Martin] Milton respondió a una pregunta sobre qué pasaría si ... el CIPM o la CGPM votaran a favor de no seguir adelante con la redefinición del IS. Respondió que, en su opinión, en ese momento la decisión de seguir adelante debería verse como una conclusión inevitable.
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20151013174929/http://www.bipm.org/cc/TGFC/Allowed/Minutes/CODATA_Minutes_14-BIPM-public.pdf
 |archive-date=13 de octubre de 2015 }}</ref> pero finalmente se adoptó en la 26.ª CGPM a finales de 2018, con un valor de k = 1.380&nbsp;649&nbsp;×&nbsp;10<sup>−23</sup>&nbsp;K<ref name="draft"/><ref name="MEP for kelvin 2019">{{Cite web|last=BIPM|date=20 May 2019|title=Mise en pratique for the definition of the kelvin in the SI|url=https://www.bipm.org/documents/20126/41489682/SI-App2-kelvin.pdf/cd36cb68-3f00-05fd-339e-452df0b6215e?version=1.5&t=1637237805352&download=false|access-date=2022-02-18|website=BIPM.org}}</ref><ref name="SI Brochure 9"/><ref name="NIST SI redefinition"/><ref name="CGPM 26 res 1 (2018)"/>

A efectos científicos, la principal ventaja es que permite realizar mediciones a temperaturas muy bajas y muy altas con mayor precisión, ya que las técnicas utilizadas dependen de la constante de Boltzmann.  También tiene la ventaja filosófica de ser independiente de cualquier sustancia en particular. La unidad J/K es igual a kg⋅m<sup>2</sup>⋅s<sup>−2</sup>⋅K<sup>−1</sup>, donde el [[kilogramo]], el [[metro]] y el [[segundo]] se definen en términos de la [[constante de Planck]], la [[velocidad de la luz]] y la duración de la [[transición hiperfina]] del estado básico del [[cesio-133]], respectivamente.<ref name="SI Brochure 9"/> Así pues, esta definición depende únicamente de [[Constantes Universales|constantes universales]], y no de ningún artefacto físico como se practicaba anteriormente. El reto consistía en evitar degradar la precisión de las mediciones cercanas al punto triple.  A efectos prácticos, la redefinición pasó desapercibida; el agua sigue congelándose a 273.15&nbsp;K (0&nbsp;°C),<ref name="SI Brochure 9"/><ref>{{cite web |url=http://www.bipm.org/wg/CCT/TG-SI/Allowed/Documents/Updating_the_definition_of_the_kelvin2.pdf |title=Actualización de la definición del kelvin |publisher=Oficina Internacional de Pesas y Medidas ([[BIPM]]) |access-date=2010-02-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210404170547/https://www.bipm.org/wg/CCT/TG-SI/Allowed/Documents/Updating_the_definition_of_the_kelvin2.pdf |archive-date=4 de abril de 2021 |deadurl= }}</ref> y el punto triple del agua sigue siendo una temperatura de referencia de laboratorio de uso común.

La diferencia es que, antes de la redefinición, el punto triple del agua era exacto y la constante de Boltzmann tenía un valor medido de 1.380&nbsp;649&nbsp;03&nbsp;×&nbsp;10<sup>−23</sup>J/K, con una incertidumbre estándar relativa de 3.7&nbsp;×&nbsp;10<sup>−7</sup>.<ref name=codata2017>{{cite journal
 |title=Los valores CODATA 2017 de ''h'', ''e'', ''k'' y ''N''<sub>A</sub> para la revisión del SI.
 |capítulo=Grupo de Trabajo sobre Constantes Fundamentales del Comité de Datos para la Ciencia y la Tecnología (CODATA)
 |first1=D B |last1=Newell |first2=F |last2=Cabiati |first3=J |last3=Fischer |first4=K |last4=Fujii
 |first5=S G |last5=Karshenboim |first6=H S |last6=Margolis |first7=E |last7=de Mirandés
 |first8=P J |last8=Mohr |first9=F |last9=Nez |first10=K |last10=Pachucki |first11=T J |last11=Quinn
 |first12=B N |last12=Taylor |first13=M |last13=Wang |first14=B M |last14=Wood |first15=Z |last15=Zhang
 |journal=Metrologia |volume=55 |issue=1 |pages=L13-L16
 |date=29 de enero de 2018
 |doi=10.1088/1681-7575/aa950a |bibcode=2018Metro..55L..13N
 |doi-access=
 }}</ref> Después, la constante de Boltzmann es exacta y la incertidumbre se traslada al punto triple del agua, que ahora es 273.1600&nbsp;K.

La nueva definición entró oficialmente en vigor el 20 de mayo de 2019, en el 144 aniversario de la [[Convención del Metro]].<ref name="CGPM 26 res 1 (2018)">{{cite web|url=https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/26-2018/resolution-1|title=Resolución 1 de la 26ª CGPM (2018)|access-date=21 de febrero de 2022|website=bipm.org|publisher=BIPM}}</ref><ref name="MEP for kelvin 2019"/><ref name="SI Brochure 9"/><ref name="NIST SI redefinition"/>

==Usos prácticos==
===Temperatura de color===
{{see also|Constante de Stefan-Boltzmann}}
El kelvin se usa a menudo como una medida de la [[temperatura de color]] de las fuentes de luz. La temperatura de color se basa en el principio de que un radiador de [[cuerpo negro]] emite luz con una distribución de frecuencia característica de su temperatura. Los cuerpos negros a temperaturas por debajo de 4000 K aparecen de color rojizo, mientras que los de arriba sobre 7500 K aparecen azulados. La temperatura de color es importante en los campos de proyección de imágenes y [[fotografía]], donde una temperatura de color de aproximadamente 5600 K se requiere para que coincida con las emulsiones de película de «luz del día». En [[astronomía]], la [[clasificación estelar]] de las estrellas y su lugar en el [[diagrama de Hertzsprung-Russell]] se basan, en parte, en la temperatura de su superficie, conocida como [[temperatura efectiva]]. La fotosfera del [[Sol]], por ejemplo, tiene una temperatura efectiva de 5778 K.

Las cámaras digitales y el software fotográfico suelen utilizar la temperatura de color en K en los menús de edición y configuración. La guía simple es que una temperatura de color más alta produce una imagen con tonos blancos y azules mejorados. La reducción en la temperatura del color produce una imagen más dominada por rojizos, [[Teoría del color#Colores cálidos vs. colores fríos|colores «más cálidos»]].

===Kelvin como unidad de temperatura de ruido===
{{main|Factor de ruido}}
Para la electrónica, el kelvin se usa como un indicador de cuán [[ruido electrónico|ruidoso]] es un circuito en relación con un [[ruido de fondo]] final, es decir, la [[temperatura de ruido]]. El llamado [[ruido de Johnson-Nyquist]] de resistencias y capacitores discretos es un tipo de ruido térmico derivado de la [[constante de Boltzmann]] y se puede usar para determinar la temperatura de ruido de un circuito usando las [[fórmulas de Friis por ruido]].

== Múltiplos del SI ==
A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del [[Sistema Internacional de Unidades]].

{{Múltiplos del Sistema Internacional
|símbolo=K
|unidad=kelvin
|nota=Prefijos comunes de unidades están en negrita.
|n=|mc=|m=|k=|M=
|anchor=SI_prefijos_del_kelvin
|right=
}}
{{SI unidad minúscula|Lord Kelvin|kelvin|K}}

== Temperatura y energía ==
La física estadística dice que en un sistema termodinámico la energía contenida por las partículas es proporcional a la temperatura absoluta, siendo la constante de proporcionalidad la [[constante de Boltzmann]]. Por eso es posible determinar la temperatura de unas partículas con una determinada energía, o calcular la energía de unas partículas a una determinada temperatura. Esto se hace a partir del denominado principio o [[teorema de equipartición]]. El principio de equipartición establece que la energía de un sistema termodinámico es
{{ecuación|
<math>E_c=\frac{n}{2}k_BT</math>
||left}}
donde:
* <math>k_B\,</math> es la [[constante de Boltzmann]]
* <math>T\,</math> es la temperatura expresada en kelvin
* <math>n\,</math> es el número de [[Grados de libertad (física)|grados de libertad]] del sistema (por ejemplo, en sistemas monoatómicos donde la única posibilidad de movimiento es la traslación de unas partículas respecto a otras en las tres posibles direcciones del espacio, ''n'' es igual a 3).

== Carácter Unicode ==
El símbolo está codificado en [[Unicode]] en el punto de código {{unichar|212A|signo de kelvin}}. Sin embargo, este es un [[caracteres de compatibilidad Unicode|carácter de compatibilidad]] proporcionado para la compatibilidad con codificaciones heredadas. El estándar Unicode recomienda usar {{unichar|004B|letra mayúscula latina [[k]]}} en cambio; es decir, una capital normal [[K]]. «A tres símbolos parecidos a letras se les ha dado equivalencia canónica a letras regulares: {{unichar|2126|signo de ohmios}}, {{unichar|212A|signo de kelvin}}, y {{unichar|212B|signo de angstrom}}. En los tres casos, se debe utilizar la letra normal».<ref>{{cite book|title=The Unicode Standard, Version 8.0|date=August 2015|publisher=The Unicode Consortium|location=Mountain View, CA, USA|isbn=978-1-936213-10-8|section=22.2|url=https://www.unicode.org/versions/Unicode8.0.0/ch22.pdf|access-date=2015-09-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20161206230132/http://www.unicode.org/versions/Unicode8.0.0/ch22.pdf|archive-date=2016-12-06}}</ref>

== Véase también ==
* [[Grado Fahrenheit]]
* [[Temperatura absoluta]]

== Referencias ==
{{listaref}}

== Enlaces externos ==
*[https://web.archive.org/web/20050907235648/http://www1.bipm.org/en/si/base_units/kelvin.html Folleto del BIPM sobre el kelvin.]

{{Control de autoridades}}
[[Categoría:Unidades básicas del Sistema Internacional]]
[[Categoría:Unidades de temperatura]]
[[Categoría:Magnitudes termodinámicas]]
[[Categoría:Unidades epónimas]]
[[Categoría:William Thomson]]