مقياس درجة الحرارة كلفن كان فكرة من افكار المخترع البريطاني بلفاست بورن والعالم ويليام طومسون الذي يعرف ايضا باسم اللورد كلفن، ومقياس كلفن واحد من ثلاث مقاييس المعروفة لقياس درجة الحرارة جنبا الى جنب مع الفهرنهيت، والدرجة المئوية .
مقياس كلفن مثل مقاييس درجة الحرارة الاخرى، حيث ان نقطة تجمد ونقطة غليان الماء هي عوامل في تحديد مدى المقياس، وهناك 100 درجة بين درجات الحرارة عند نقطة تجمد الماء التي تساوي 273.16 كلفن، ونقطة غليان الماء التي تساوي 373.16 كلفن، وكل وحدة من هذا المقياس يسمى كلفن بدلا من درجة وهو يساوي درجة على مقياس سيلسيوز، ولهذا السبب فقط كلفن لا يرمز له بالدرجة، ولا توجد ارقام سالبة على مقياس كلفن، حيث ان اقل عدد على المقياس هو 0 كلفن .
اثيرت قكرة مقياس كلفن في عام 1800 عند اكتشاف علاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته، وقد نظر العلماء ان حجم الغاز يجب ان يكون صفرا عند درجة حرارة سالب 273.15 درجة سيلسيوز .
الصفر المطلق ومقياس كلفن :
في عام 1848، استخدم مقياس كلفن كأساس لمقياس درجة الحرارة المطلقة، وهي درجة الحرارة التي تتوقف فيها الجزيئات عن الحركة، او تسمى البرودة اللانهائية او البرودة المستحيلة .
الصفر المطلق لا يمكن ان يتحقق من الناحية الفنية، ومع ذلك تمكن العلماء من خفض درجة حرارة المادة الى مجرد جزء صغير من كلفن فوق الصفر المطلق من خلال تقنيات مثل تباطؤ الجسيمات باستخدام اشعة الليزر .
تأثر مقياس كلفن بمحرك كارنوت، وهي نظرية تدرس العلاقة بين الضغط والشغل ودرجة الحرارة، وهي واحدة من اساسيات الفيزياء والديناميكا الحرارية، كما انها لقياس كفاءة المحرك .
كان كلفن عالم رياضيات موهوب، وقد لعب دورا في بعض اختراعاته الاخرى، بما في ذلك الجهاز الذي ادى الى نجاح كابل التلغراف والعديد من الادوات البحرية، وقد ساعدت ابحاث اللورد كلفن في طبيعة الحرارة على تشكيل القانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي ينص على ان الحرارة لن تتدفق من جسم اكثر برودة الى جسم اكثر حرارة، وثائق كلفن للقانون الثاني تقول ان بعض الحرارة من مصدر الطاقة ذات درجة حرارة عالية سيتم تخفيضها الى طاقة منخفضة الجودة .
استخدامات مقياس كلفن :
كلفن شائع في التطبيقات العلمية بسبب عدم وجود ارقام سلبية، وهذا المقياس مناسب لتسجيل درجات الحرارة المنخفضة جدا من الهليوم السائل والنيتروجين السائل على سبيل المثال، وعدم وجود ارقام سلبية ايضا تجعل من السهل حساب الاختلافات بين درجات الحرارة، مثل قول درجة حرارة واحدة هي ثلاث مرات درجة حرارة اخرى .
مقياس درجة الحرارة المطلقة، ومقياس درجة حرارة رانكين تستخدم في بعض التطبيقات الهندسية، ومقياس كلفن يستخدم ايضا لتحديد درجة حرارة اللون وعادة ما يستخدم في الاضاءة، حيث في استخدامات الاضاءة درجة حرارة كلفن تمثل درجة حرارة اللون مثل الابيض والازرق او الاحمر الساطع، التي تتعلق بدرجة الحرارة الفيزيائية لجسم .
خلال البحث، قام كلفن بتسخين كتلة من الكربون مع تسليط الضوء الاحمر الخافت، والزيادة الى اللون الاصفر الاكثر اشراقا مع زيادة درجة الحرارة، وكانت النتيجة في النهاية توهج اللون الابيض المائل الى الازرق اللامع عند اعلى درجة حرارة .
