この項目では、?度の?位について?明しています。その他の用法については「 ケルヴィン (曖昧さ回避) 」をご?ください。

ケルビン （ 英語 : kelvin , 記?: K）は、 熱力??度 （絶??度）の ?位 である。 ?際?位系 (SI) における7個の SI基本?位 の一つである。

ケルビンの名は、 イギリス の 物理?者 で、絶??度目盛りの必要性を?いたケルビン卿 ウィリアム?トムソン にちなんで付けられた。なお、ケルビン卿の通?は彼が?究生活を送った グラスゴ? にある ケルビン川 から取られている。

定義 [ 編集 ]

2019年5月以降の「ケルビン」は、以下のように定義されている ^{[注 1]} 。

ケルビン（記?は K）は、熱力??度の SI ?位であり、 ボルツマン定? k を?位 J K ⁻¹ （kg m ² s ⁻² K ⁻¹ に等しい）で表したときに、その?値を 1.380 649 × 10 ^?23 と定めることによって定義される。ここで、 キログラム 、 メ?トル および 秒 は h 、 c および ?ν _Cs に?連して定義される ^{[1] [注 2]} 。

h は プランク定? 、 c は?空中の光の速さ、 ?ν _Cs は ¹³³ Cs （ セシウム ）の超微細構造遷移周波?である。

ケルビンが熱力??度の?位であることから、 絶?零度 は0ケルビンである。また、 セルシウス度 はケルビンで表したときの?値から273.15を減じたものとして定義される。

日本の法令上は、 計量法 第3?の規定 ^{[注 3]} に基づく計量?位令における定義の表現は次のようになっている。

ボルツマン定?を 1.380 649 × 10 ^?23  J/K とすることによって定まる?度（ケルビンで表される?度は熱力??度とし、セルシウス度又は度で表される?度はセルシウス?度（ケルビンで表した熱力??度の値から273.15を減じたもの）とする。）

セルシウス度 の?史的な定義は、標準大??の下での水の 氷点 と 沸点 をそれぞれ 0  °C および 100  °C とするものであった。これらの?度は、現在の定義では、それぞれ 0.002 519   °C （ 273.152 519  K ）、 99.9743  °C （ 373.1243 K ）となっている ^{[注 4]} 。

換算 [ 編集 ]

セルシウス?度 t とそれに等しいケルビン T の?係

${\displaystyle t/{}^{\circ }{\text{C}}=T/{\text{K}}-273.15}$

${\displaystyle T/{\text{K}}=t/{}^{\circ }{\text{C}}+273.15}$

なお、量記?を?位記?で割ったものは、その量をその?位で計ったときの?値を表す。

カ氏?度 θ とそれに等しいケルビン T の?係

${\displaystyle \theta /{}^{\circ }{\text{F}}={\frac {9}{5}}T/{\text{K}}-459.67}$

${\displaystyle T/{\text{K}}={\frac {5}{9}}(\theta /{}^{\circ }{\text{F}}+459.67)}$

熱力??度のエネルギ?による表現

プラズマ物理? の分野では?度を慣例的にエネルギ?の?位である 電子ボルト （記?: eV）で示すことがある。

その?度における分子の平均運動エネルギ?に相?し、 ボルツマン定? k = 8.617 × 10 ^?5  eV/K により換算される。

1 eV/ k = 11 604  K

1 K = 8.617 × 10 ^?5  eV / k

使用上の注意 [ 編集 ]

ケルビンは?際?位系の?位であり、?位記?は大文字の K が正しい（人名に由?する?位には大文字が用いられる。） ^[2] 。かつては「°K」と書かれていたが現在では誤りである。

英語など 複?形 と??形を?別する言語では、 ボルト ? オ?ム など他のSI?位と同?、?値が1以外のときには複?形で表記される（例：「水の三重点は正確に273.16ケルビンである」は "the triple point of water is exactly 273.16 kelvins" となる ^[3] ）。「ケルビン?度目盛り ("Kelvin scale")」という用語における"Kelvin"は 形容詞 として機能し、この場合は頭文字を大文字で書く。

他の大部分のSI?位の記?（例外は角度の?位（例:45°3′4″））と同?、?値と?位記?の間には、"99.987 K" のように空白を入れる ^{[4] [5]} 。

1967年 の第13回CGPMまで、ケルビンは他の?度の?位と同?、「 度 」(degree)と呼ばれていた。他の?度の?位との?別のために「ケルビン度」("degree Kelvin") や「絶?度」("degree absolute") と呼び、記?を「°K」としていた。1948年から1954年までは「絶?度」が正式な?位名?であったが、 ランキン度 のことも絶?度と呼ぶことがあり、曖昧さがあった。第13回CGPMで?位名?が「ケルビン」（記?:K）に改められた ^[6] 。

セルシウス?度との?係 [ 編集 ]

熱力??度（記? T）を氷点近くの T ₀ = 273.15 K という?照?度からの差を用いて表す方法が、今も?く使われている。この差は セルシウス?度 （記? t ）と呼ばれる ^[7] 。現在の?際?位系(SI)の公式文書では、固有の名?と記?を持つ 22 個の SI組立?位が定められているが、セルシウス度は、この22個のうちの一つとして、組立量である「セルシウス?度」を表す固有の名?を持つ組立?位と位置づけられている ^[8] 。

したがって、科?技術の分野では、同じ文章中でセルシウス?度とケルビンを?用することがしばしばある（例えば「測定値は 0.010 28   °C で、 不確かさ は60 μK」）。これは、1989年の ?際度量衡委員? の?告5で採?された 1990年?際?度目盛（ ITS-90 ）においても同じである。ケルビンとセルシウス?度の?度の間隔は同じ（つまりケルビンとセルシウス度とは同じ）であり、SIにおいてはセルシウス度は「セルシウス?度を表すためのケルビンの特別な名?」とされているので、このような表記が許容される ^[9] 。第13回CGPMの決議3は「?度間隔はセルシウス度によって表現しても良い」と公式に表明しており ^[10] 、「°C」と「K」を?用する慣習は科?的分野に?範?に見られる。ただし、セルシウス度という?位は、?度差を表すときにのみ 一貫性 があることに注意しなければならない ^[11] 。

?際?位系の公式文書および 計量法 の規定により、ケルビン（K）と同?にセルシウス度（ °C ）にも SI接頭語 を付けることができる（ SI接頭語#法定計量?位のうちSI接頭語を付けることができない?位 のとおり、SI接頭語を付することは禁止されていない）。しかし?態としては「m °C （ミリセルシウス度またはミリ度）」、「μ °C 」（マイクロセルシウス度またはマイクロ度）のような表記は、?際には?く使用されてはいない。

?史 [ 編集 ]

1848年、ケルビン卿は論文「絶??度目盛りについて」( On an Absolute Thermometric Scale ) で、"infinite cold"（絶?零度）を目盛りのゼロ点とし、?度間隔はセルシウス度と同じとする?度目盛りの必要性を?いた。ケルビン卿は、?時の??計により絶?零度は?273 °Cに等しいと計算した ^[12] 。この絶?目盛りは今日では「ケルビン熱力??度目盛り」として知られている。ケルビンが算出した"?273"という?値は、氷点におけるセルシウス度あたりの??の膨張率 0.00366 の逆?から求めたものであり、現在認められている値ともほぼ一致している。

1954年の第10回 ?際度量衡?? (CGPM) の第3決議にて、 水の三重点 を正確に273.16ケルビンとする定義が採?された ^{[13] [14]} 。

1967?1968年の第13回?際度量衡??の決議3にて、それまでの?位名?「ケルビン度」(degree Kelvin)と記? °K を改め、?位名?を「ケルビン」(kelvin)、記?を K とした ^{[10] [15]} 。そして、尺度ではなく?位であることを明示するために、決議4にて「熱力??度の?位、ケルビンは、水の三重点の熱力??度の 1 ⁄ 273.16 である」と定められた ^[16] 。

2005年、 ?際度量衡委員? (CIPM) は、定義に使用する水の 同位? 組成についての補足を追加した ^[17] 。これは、水の物理的性質は、?密には、その 同位? 組成の違いによって異なるため、 三重点 を測定するための水について特定の同位?組成を指定する必要があるからである。ここで指定された水は、 ウィ?ン標準平均海水 （Vienna Standard Mean Ocean Water, VSMOW）と呼ばれるものであり、 水 の?密な物理的性質を計測する場合の?際 標準物質 となっているものである ^[18] 。

2007年、測?諮問委員?からCIPMに、それまでの定義では、20 K以下と 1300 K 以上で十分な計測ができない報告がなされた。測?諮問委員?では、それまでの水の 三重点 による定義よりも、 ボルツマン定? を基準にした方がより良い?度の計量ができ、低?や高?での計測困難を克服できると考えた ^[19] 。CIPMは、ボルツマン定?を正確に 1.380 650 5 × 10 ^?23  J/K に固定することでケルビンを定義することを提案した ^[20] 。CIPMは、この提案が2011年の第24回CGPMで採?されることを望んでいたが、第24回CGPMでは、この提案は SI基本?位全?の見直し の一部として考慮すべきとして、採?は2014年のCGPMに延期された ^[21] 。第25回 ?際度量衡?? ( CGPM )（2014年11月18～20日）においては、「提示されたデ?タは、新しいSIの定義を採?するには、十分頑?ではない」として ^[22] 、 2018年 に行われる次の第26回 CGPM まで改訂を延期することとされた。また再定義のために必要となる基礎定?の新デ?タは2017年7月1日までに論文として受け入れられたものでなければならないこととされた ^[23] 。

上記の基礎定?の新デ?タ（複?）は、 CODATA が評?して、SIの再定義に必要な精度を備えていることが確認されたので、CIPMはCGPMにおける決議案を2018年2月に決定した ^[24] 。

この決議案は2018年11月13?16日に開催された第26回 ?際度量衡?? の最終日である11月16日に決議承認された。このケルビンの定義?更を含む新しいSIは2019年5月20日に施行 ^[25] された。 科?的な視点では、この再定義により、?度の?位が他の SI基本?位 と?連付けられ、どんな特定の物質からも?立した安定した定義を得ることができる。?際的な視点では、再定義の影響はほとんどない。 日本の法令上は、 計量法 第3?の規定に基づく計量?位令（平成4年政令第357?）が、計量?位令の一部を改正する政令（令和元年5月17日政令第6?）により改正され、2019年 5月20日 に施行することにより?更された。

2019年までの定義 [ 編集 ]

2019年までの?際?位系におけるケルビンの定義は以下の通りであった ^[16] 。

熱力??度の?位、ケルビンは、 水の三重点 の熱力??度の1/273.16である。

補足：この定義は、下記の 物質量 の比により?密に定義された 同位? 組成を持つ水に?するものである。

• 1  mol の ¹ H あたり 0.000 155 76  mol の ² H
• 1 mol の ¹⁶ O あたり 0.000 379 9  mol の ¹⁷ O
• 1 mol の ¹⁶ O あたり 0.002 005 2  mol の ¹⁸ O

熱力??度以外の使用法 [ 編集 ]

色?度 [ 編集 ]

ケルビンは、光源の 色?度 の?位としても用いられる ^[26] 。色?度は、 ?? がその?度に?じた色の光を 放射 するという原理に基づく。約 4000 K 以下の?度の??は赤みがかって見え、約 7500 K 以上の??は?っぽく見える。?像投影と ?? 撮影の分野において、色?度は重要である。?光用のフィルムの感光乳?は約 5600 K の色?度が要求される。恒星の スペクトル分類 と ヘルツシュプルング?ラッセル? 上の位置は、「 有??度 」として知られる恒星の表面?度に基づいている。例えば、 太陽 の 光球 は、 5778 K の有??度を持つ。

デジタルカメラや?像編集ソフトウェアでは、編集や設定メニュ?で色?度(K)をよく使う。色?度が高くなると、?像は白または?っぽく見えるようになる。Kの値を小さくすると、?像は赤っぽく暖みのある色になる。

?音?度 [ 編集 ]

電子工?において、回路にどれくらい ノイズ が?っているか（ ノイズ?フロア ）の指標としてケルビンが使われ、これを ?音?度 という。 熱?音 （ジョンソン?ナイキスト?ノイズ）は、 ボルツマン定? に由?するノイズで、 フリスの?音の公式 （ 英語版 ） を使用している回路の?音?度を決定するのに用いることができる。

符?位置 [ 編集 ]

ケルビンの?位記?は、コ?ドポイント U+212A K kelvin sign で Unicode にコ?ド化されている。しかしこれは、?存の文字コ?ドとの互換性のために用意されている 互換文字 である。Unicode標準では、この文字の代わりに U+004B K latin capital letter k 、つまり普通のアルファベットの大文字の K を使うことを推?している。「次の3つの 文字?記? は、普通の文字と正準等?である: U+2126 Ω ohm sign , U+212A K kelvin sign , and U+212B Å angstrom sign 。これら3つの全ての文字については、普通の文字が使われなければならない。」 ^[27]

?連項目 [ 編集 ]

• ?度の?位の換算
• セルシウス度
• 負?度 - 0 ケルビン未?の絶??度。非平衡な熱力?系でのみ現れる。
• ?度の比較 - 表による比較。
• 1990年?際?度目盛 （ 英語版 ） 　（ ?度#?際?度目盛（ITS-90） ）

脚注 [ 編集 ]

注? [ 編集 ]

出典 [ 編集 ]

?考文? [ 編集 ]

• ?際?位系（SI）第9版（2019）日本語版 産業技術?合?究所 、計量標準?合センタ?、2020年4月。

外部リンク [ 編集 ]

ウィクショナリ? に?連の?書項目があります。

ケルビン

ウィキメディア?コモンズには、 ケルビン に?連するカテゴリがあります。

• Kelvin to Celsius converter （英語）
• 『 ケルビン 』 - コトバンク

Template:Unit of thermodynamic temperature.(K)

表 話 編 ? SI?位
基本?位	秒 メ?トル キログラム アンペア ケルビン モル カンデラ
組立?位	ラジアン ステラジアン ヘルツ ニュ?トン パスカル ジュ?ル ワット ク?ロン ボルト ファラド オ?ム ジ?メンス ウェ?バ テスラ ヘンリ? セルシウス度 ル?メン ルクス ベクレル グレイ シ?ベルト カタ?ル
?用?位	分 時 日 天文?位 度 分 (角度) 秒 (角度) ヘクタ?ル リットル トン ダルトン 電子ボルト ネ?パ ベル デシベル
?連項目	SI接頭語 ?位系 物理?位 ?位の換算一? ?際量?系 基本?位の再定義
Category:SI基本?位