ケルビン

ケルビン（英語えいご: kelvin, 記号きごう: K）は、熱ねつ力学りきがく温度おんど（絶対温度ぜったいおんど）の単位たんいである。国際こくさい単位たんい系けい (SI) における7個このSI基本きほん単位たんいの一ひとつである。

ケルビン kelvin
記号きごう	K
系けい	国際こくさい単位たんい系けい (SI)
種類しゅるい	SI基本きほん単位たんい
量りょう	熱ねつ力学りきがく温度おんど
定義ていぎ	ボルツマン定数ていすうを 1.380649×10−23 J/K とすることによって定さだまる熱ねつ力学りきがく温度おんどの単位たんい
由来ゆらい	標準ひょうじゅん大気たいき圧あつ下したでの水みずの沸点ふってんと氷点ひょうてんとの温度おんど差さの 100 分ぶんの 1
語源ごげん	ケルヴィン卿きょう

ケルビンの名なは、イギリスの物理ぶつり学者がくしゃで、絶対温度ぜったいおんど目盛めもりの必要ひつよう性せいを説といたケルビン卿きょうウィリアム・トムソンにちなんで付つけられた。なお、ケルビン卿きょうの通称つうしょうは彼かれが研究けんきゅう生活せいかつを送おくったグラスゴーにあるケルビン川かわから取とられている。

定義ていぎ

「SI基本きほん単位たんいの再さい定義ていぎ (2019年ねん)」も参照さんしょう

2019年ねん5月がつ以降いこうの「ケルビン」は、以下いかのように定義ていぎされている。

ケルビン（記号きごうは K）は、熱ねつ力学りきがく温度おんどの SI 単位たんいであり、ボルツマン定数ていすう k を単位たんい J K⁻¹（kg m² s⁻² K⁻¹ に等ひとしい）で表あらわしたときに、その数値すうちを 1.380649×10⁻²³ と定さだめることによって定義ていぎされる。ここで、キログラム、メートルおよび秒びょうは h、c および ∆νにゅー_Cs に関連かんれんして定義ていぎされる。

h はプランク定数ていすう、c は真空しんくう中ちゅうの光ひかりの速はやさ、∆νにゅー_Cs は ¹³³Cs （セシウム）の超ちょう微細びさい構造こうぞう遷移せんい周波数しゅうはすうである。

ケルビンが熱ねつ力学りきがく温度おんどの単位たんいであることから、絶対ぜったい零れい度どは0ケルビンである。また、セルシウス度どはケルビンで表あらわしたときの数値すうちから273.15を減げんじたものとして定義ていぎされる。

日本にっぽんの法令ほうれい上じょうは、計量けいりょう法ほう第だい3条じょうの規定きていに基もとづく計量けいりょう単位たんい令れいにおける定義ていぎの表現ひょうげんは次つぎのようになっている。

ボルツマン定数ていすうを 1.380649×10⁻²³ J/K とすることによって定さだまる温度おんど（ケルビンで表あらわされる温度おんどは熱ねつ力学りきがく温度おんどとし、セルシウス度ど又または度どで表あらわされる温度おんどはセルシウス温度おんど（ケルビンで表あらわした熱ねつ力学りきがく温度おんどの値ねから273.15を減げんじたもの）とする。）

セルシウス度どの歴史れきし的てきな定義ていぎは、標準ひょうじゅん大気たいき圧あつの下したでの水みずの氷点ひょうてんと沸点ふってんをそれぞれ0 °C および 100 °Cとするものであった。これらの温度おんどは、現在げんざいの定義ていぎでは、それぞれ0.002519 °C（273.152519 K）、99.9743 °C（373.1243 K）となっている。

換算かんさん

ケルビンから他たの単位たんいへの換算かんさん公式こうしき

	ケルビンから	ケルビンへ
セルシウス度ど	[°C] = [K] − 273.15	[K] = [°C] + 273.15
ファーレンハイト度ど	[°F] = [K] × 9⁄5 − 459.67	[K] = ([°F] + 459.67) × 5⁄9
ランキン度ど	[°R] = [K] × 9⁄5	[K] = [°R] × 5⁄9
温度おんどの間隔かんかくは以下いかのようになっている。 1 K = 1 °C = 9⁄5 °F = 9⁄5 °R 他たの温度おんどの単位たんいへの換算かんさん

セルシウス温度おんど t とそれに等ひとしいケルビン T の関係かんけい

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

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

なお、量りょう記号きごうを単位たんい記号きごうで割わったものは、その量りょうをその単位たんいで計はかったときの数値すうちを表あらわす。

カ氏かし温度おんど θしーた とそれに等ひとしいケルビン T の関係かんけい

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

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

熱ねつ力学りきがく温度おんどのエネルギーによる表現ひょうげん

プラズマ物理ぶつり学がくの分野ぶんやでは温度おんどを慣例かんれい的てきにエネルギーの単位たんいである電子でんしボルト（記号きごう: eV）で示しめすことがある。

その温度おんどにおける分子ぶんしの平均へいきん運動うんどうエネルギーに相当そうとうし、ボルツマン定数ていすう k=8.617×10⁻⁵ eV/K により換算かんさんされる。

1 eV/k = 11604 K

1 K = 8.617×10⁻⁵ eV/k

使用しよう上じょうの注意ちゅうい

ケルビンは国際こくさい単位たんい系けいの単位たんいであり、単位たんい記号きごうは大文字おおもじの K が正ただしい（人名じんめいに由来ゆらいする単位たんいには大文字おおもじが用もちいられる。）。かつては「°K」と書かかれていたが現在げんざいでは誤あやまりである。

英語えいごなど複数ふくすう形がたと単数たんすう形がたを区別くべつする言語げんごでは、ボルト・オームなど他たのSI単位たんいと同様どうよう、数値すうちが1以外いがいのときには複数ふくすう形がたで表記ひょうきされる（例れい：「水みずの三重みえ点てんは正確せいかくに273.16ケルビンである」は "the triple point of water is exactly 273.16 kelvins" となる）。「ケルビン温度けるびんおんど目盛めもり ("Kelvin scale")」という用語ようごにおける"Kelvin"は形容詞けいようしとして機能きのうし、この場合ばあいは頭文字かしらもじを大文字おおもじで書かく。

他たの大だい部分ぶぶんのSI単位たんいの記号きごう（例外れいがいは角度かくどの単位たんい（例れい:45°3′4″））と同様どうよう、数値すうちと単位たんい記号きごうの間あいだには、"99.987 K" のように空白くうはくを入いれる。

1967年ねんの第だい13回かいCGPMまで、ケルビンは他たの温度おんどの単位たんいと同様どうよう、「度ど」(degree)と呼よばれていた。他たの温度おんどの単位たんいとの区別くべつのために「ケルビン度ど」("degree Kelvin") や「絶対ぜったい度ど」("degree absolute") と呼よび、記号きごうを「°K」としていた。1948年ねんから1954年ねんまでは「絶対ぜったい度ど」が正式せいしきな単位たんい名称めいしょうであったが、ランキン度どのことも絶対ぜったい度どと呼よぶことがあり、曖昧あいまいさがあった。第だい13回かいCGPMで単位たんい名称めいしょうが「ケルビン」（記号きごう:K）に改あらためられた。

セルシウス温度おんどとの関係かんけい

セルシウス温度おんどとケルビンの両方りょうほうの目盛めもりが振ふられた温度おんど計けい

熱ねつ力学りきがく温度おんど（記号きごう T）を氷点ひょうてん近ちかくの T₀ = 273.15 K という参照さんしょう温度おんどからの差さを用もちいて表あらわす方法ほうほうが、今いまも広ひろく使つかわれている。この差さはセルシウス温度おんど（記号きごう t）と呼よばれる。現在げんざいの国際こくさい単位たんい系けい(SI)の公式こうしき文書ぶんしょでは、固有こゆうの名称めいしょうと記号きごうを持もつ 22 個この SI組立くみたて単位たんいが定さだめられているが、セルシウス度どは、この22個このうちの一ひとつとして、組立くみたて量りょうである「セルシウス温度おんど」を表あらわす固有こゆうの名称めいしょうを持もつ組立くみたて単位たんいと位置いちづけられている。

したがって、科学かがく技術ぎじゅつの分野ぶんやでは、同おなじ文章ぶんしょう中ちゅうでセルシウス温度おんどとケルビンを併用へいようすることがしばしばある（例たとえば「測定そくてい値ちは0.01028 °Cで、不ふ確かくかさは60 μみゅーK」）。これは、1989年ねんの国際こくさい度量衡どりょうこう委員いいん会かいの勧告かんこく5で採択さいたくされた 1990年ねん国際こくさい温度おんど目盛めもり（ITS-90）においても同おなじである。ケルビンとセルシウス温度おんどの温度おんどの間隔かんかくは同おなじ（つまりケルビンとセルシウス度どとは同おなじ）であり、SIにおいてはセルシウス度どは「セルシウス温度おんどを表あらわすためのケルビンの特別とくべつな名称めいしょう」とされているので、このような表記ひょうきが許容きょようされる。第だい13回かいCGPMの決議けつぎ3は「温度おんど間隔かんかくはセルシウス度どによって表現ひょうげんしても良よい」と公式こうしきに表明ひょうめいしており、「°C」と「K」を併用へいようする慣習かんしゅうは科学かがく的てき分野ぶんやに広範囲こうはんいに見みられる。ただし、セルシウス度どという単位たんいは、温度おんど差さを表あらわすときにのみ一貫いっかん性せいがあることに注意ちゅういしなければならない。

国際こくさい単位たんい系けいの公式こうしき文書ぶんしょおよび計量けいりょう法ほうの規定きていにより、ケルビン（K）と同様どうようにセルシウス度ど（°C）にもSI接頭せっとう語ごを付つけることができる（SI接頭せっとう語ご#法定ほうてい計量けいりょう単位たんいのうちSI接頭せっとう語ごを付つけることができない単位たんいのとおり、SI接頭せっとう語ごを付ふすることは禁止きんしされていない）。しかし実態じったいとしては「m°C（ミリセルシウス度どまたはミリ度ど）」、「μみゅー°C」（マイクロセルシウス度どまたはマイクロ度ど）のような表記ひょうきは、実際じっさいには広ひろく使用しようされてはいない。

歴史れきし

「熱ねつ力学りきがく温度おんど」および「水みず#物理ぶつり的てき性質せいしつ」も参照さんしょう

単位たんい名称めいしょうの元もととなったケルビン卿きょう

1848年ねん、ケルビン卿きょうは論文ろんぶん「絶対温度ぜったいおんど目盛めもりについて」(On an Absolute Thermometric Scale) で、"infinite cold"（絶対ぜったい零れい度ど）を目盛めもりのゼロ点てんとし、温度おんど間隔かんかくはセルシウス度どと同おなじとする温度おんど目盛めもりの必要ひつよう性せいを説といた。ケルビン卿きょうは、当時とうじの気温きおん計けいにより絶対ぜったい零れい度どは−273 °Cに等ひとしいと計算けいさんした。この絶対ぜったい目盛めもりは今日きょうでは「ケルビン熱ねつ力学りきがく温度おんど目盛めもり」として知しられている。ケルビンが算出さんしゅつした"−273"という数値すうちは、氷点ひょうてんにおけるセルシウス度どあたりの気体きたいの膨張ぼうちょう率りつ 0.00366 の逆数ぎゃくすうから求もとめたものであり、現在げんざい認みとめられている値ねともほぼ一致いっちしている。

1954年ねんの第だい10回かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい (CGPM) の第だい3決議けつぎにて、水みずの三重みえ点てんを正確せいかくに273.16ケルビンとする定義ていぎが採択さいたくされた。

1967–1968年ねんの第だい13回かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいの決議けつぎ3にて、それまでの単位たんい名称めいしょう「ケルビン度ど」(degree Kelvin)と記号きごう °K を改あらため、単位たんい名称めいしょうを「ケルビン」(kelvin)、記号きごうを K とした。そして、尺度しゃくどではなく単位たんいであることを明示めいじするために、決議けつぎ4にて「熱ねつ力学りきがく温度おんどの単位たんい、ケルビンは、水みずの三重みえ点てんの熱ねつ力学りきがく温度おんどの1⁄273.16である」と定さだめられた。

2005年ねん、国際こくさい度量衡どりょうこう委員いいん会かい (CIPM) は、定義ていぎに使用しようする水みずの同位どうい体たい組成そせいについての補足ほそくを追加ついかした。これは、水みずの物理ぶつり的てき性質せいしつは、厳密げんみつには、その同位どうい体たい組成そせいの違ちがいによって異ことなるため、三重みえ点てんを測定そくていするための水みずについて特定とくていの同位どうい体たい組成そせいを指定していする必要ひつようがあるからである。ここで指定していされた水みずは、ウィーン標準ひょうじゅん平均へいきん海水かいすい（Vienna Standard Mean Ocean Water, VSMOW）と呼よばれるものであり、水みずの厳密げんみつな物理ぶつり的てき性質せいしつを計測けいそくする場合ばあいの国際こくさい標準ひょうじゅん物質ぶっしつとなっているものである。

2007年ねん、測はか温ぬる諮問しもん委員いいん会かいからCIPMに、それまでの定義ていぎでは、20 K以下いかと1300 K以上いじょうで十分じゅうぶんな計測けいそくができない報告ほうこくがなされた。測はか温ぬる諮問しもん委員いいん会かいでは、それまでの水みずの三重みえ点てんによる定義ていぎよりも、ボルツマン定数ていすうを基準きじゅんにした方ほうがより良よい温度おんどの計量けいりょうができ、低温ていおんや高温こうおんでの計測けいそく困難こんなんを克服こくふくできると考かんがえた。CIPMは、ボルツマン定数ていすうを正確せいかくに1.3806505×10⁻²³ J/Kに固定こていすることでケルビンを定義ていぎすることを提案ていあんした。CIPMは、この提案ていあんが2011年ねんの第だい24回かいCGPMで採択さいたくされることを望のぞんでいたが、第だい24回かいCGPMでは、この提案ていあんはSI基本きほん単位たんい全体ぜんたいの見直みなおしの一部いちぶとして考慮こうりょすべきとして、採択さいたくは2014年ねんのCGPMに延期えんきされた。第だい25回かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい(CGPM)（2014年ねん11月18～20日にち）においては、「提示ていじされたデータは、新あたらしいSIの定義ていぎを採択さいたくするには、十分じゅうぶん頑強がんきょうではない」として、2018年ねんに行おこなわれる次つぎの第だい26回かいCGPMまで改訂かいていを延期えんきすることとされた。また再さい定義ていぎのために必要ひつようとなる基礎きそ定数ていすうの新しんデータは2017年ねん7月がつ1日にちまでに論文ろんぶんとして受うけ入いれられたものでなければならないこととされた。

上記じょうきの基礎きそ定数ていすうの新しんデータ（複数ふくすう）は、CODATAが評価ひょうかして、SIの再さい定義ていぎに必要ひつような精度せいどを備そなえていることが確認かくにんされたので、CIPMはCGPMにおける決議けつぎ案あんを2018年ねん2月がつに決定けっていした。

この決議けつぎ案あんは2018年ねん11月13–16日にちに開催かいさいされた第だい26回かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいの最終さいしゅう日びである11月16日にちに決議けつぎ承認しょうにんされた。このケルビンの定義ていぎ変更へんこうを含ふくむ新あたらしいSIは2019年ねん5月がつ20日はつかに施行しこうされた。 科学かがく的てきな視点してんでは、この再さい定義ていぎにより、温度おんどの単位たんいが他たのSI基本きほん単位たんいと関連付かんれんづけられ、どんな特定とくていの物質ぶっしつからも独立どくりつした安定あんていした定義ていぎを得えることができる。実際じっさい的てきな視点してんでは、再さい定義ていぎの影響えいきょうはほとんどない。 日本にっぽんの法令ほうれい上じょうは、計量けいりょう法ほう第だい3条じょうの規定きていに基もとづく計量けいりょう単位たんい令れい（平成へいせい4年ねん政令せいれい第だい357号ごう）が、計量けいりょう単位たんい令れいの一部いちぶを改正かいせいする政令せいれい（令れい和わ元年がんねん5月がつ17日にち政令せいれい第だい6号ごう）により改正かいせいされ、2019年ねん5月がつ20日はつかに施行しこうすることにより変更へんこうされた。

2019年ねんまでの定義ていぎ

2019年ねんまでの国際こくさい単位たんい系けいにおけるケルビンの定義ていぎは以下いかの通とおりであった。

熱ねつ力学りきがく温度おんどの単位たんい、ケルビンは、水みずの三重みえ点てんの熱ねつ力学りきがく温度おんどの1/273.16である。

補足ほそく：この定義ていぎは、下記かきの物質ぶっしつ量りょうの比ひにより厳密げんみつに定義ていぎされた同位どうい体たい組成そせいを持もつ水みずに関かんするものである。

• 1 mol の ¹H あたり 0.00015576 mol の ²H
• 1 mol の ¹⁶O あたり 0.0003799 mol の ¹⁷O
• 1 mol の ¹⁶O あたり 0.0020052 mol の ¹⁸O

熱ねつ力学りきがく温度おんど以外いがいの使用しよう法ほう

色いろ温度おんど

詳細しょうさいは「色いろ温度おんど」を参照さんしょう

「シュテファン＝ボルツマンの法則ほうそく」も参照さんしょう

ケルビンは、光源こうげんの色いろ温度おんどの単位たんいとしても用もちいられる。色いろ温度おんどは、黒くろ体たいがその温度おんどに応おうじた色いろの光ひかりを放射ほうしゃするという原理げんりに基もとづく。約やく4000 K以下いかの温度おんどの黒くろ体たいは赤あかみがかって見みえ、約やく7500 K以上いじょうの黒くろ体たいは青あおっぽく見みえる。画像がぞう投影とうえいと写真しゃしん撮影さつえいの分野ぶんやにおいて、色いろ温度おんどは重要じゅうようである。昼ひる光用みつもちのフィルムの感光かんこう乳剤にゅうざいは約やく5600 Kの色いろ温度おんどが要求ようきゅうされる。恒星こうせいのスペクトル分類ぶんるいとヘルツシュプルング・ラッセル図ず上うえの位置いちは、「有効ゆうこう温度おんど」として知しられる恒星こうせいの表面ひょうめん温度おんどに基もとづいている。例たとえば、太陽たいようの光ひかり球だまは、5778 Kの有効ゆうこう温度おんどを持もつ。

デジタルカメラや画像がぞう編集へんしゅうソフトウェアでは、編集へんしゅうや設定せっていメニューで色いろ温度おんど(K)をよく使つかう。色いろ温度おんどが高たかくなると、画像がぞうは白しろまたは青あおっぽく見みえるようになる。Kの値ねを小ちいさくすると、画像がぞうは赤あかっぽく暖あたたかみのある色いろになる。

雑音ざつおん温度おんど

詳細しょうさいは「雑音ざつおん指数しすう」を参照さんしょう

電子でんし工学こうがくにおいて、回路かいろにどれくらいノイズが乗のっているか（ノイズ・フロア）の指標しひょうとしてケルビンが使つかわれ、これを雑音ざつおん温度おんどという。熱ねつ雑音ざつおん（ジョンソン–ナイキスト・ノイズ）は、ボルツマン定数ていすうに由来ゆらいするノイズで、フリスの雑音ざつおんの公式こうしきを使用しようしている回路かいろの雑音ざつおん温度おんどを決定けっていするのに用もちいることができる。

符号ふごう位置いち

記号きごう	Unicode	JIS X 0213	文字もじ参照さんしょう	名称めいしょう
K	U+212A	-	K K	ケルビン

ケルビンの単位たんい記号きごうは、コードポイントU+212A K kelvin signでUnicodeにコード化かされている。しかしこれは、既存きそんの文字もじコードとの互換ごかん性せいのために用意よういされている互換ごかん文字もじである。Unicode標準ひょうじゅんでは、この文字もじの代かわりにU+004B K latin capital letter k、つまり普通ふつうのアルファベットの大文字おおもじのKを使つかうことを推奨すいしょうしている。「次つぎの3つの文字もじ様さま記号きごうは、普通ふつうの文字もじと正ただし準じゅん等価とうかである: U+2126 Ω ohm sign, U+212A K kelvin sign, and U+212B Åおんぐすとろーむ angstrom sign。これら3つの全すべての文字もじについては、普通ふつうの文字もじが使つかわれなければならない。」

関連かんれん項目こうもく

• 温度おんどの単位たんいの換算かんさん
• セルシウス度ど
• 負ふ温度おんど - 0 ケルビン未満みまんの絶対温度ぜったいおんど。非ひ平衡へいこうな熱ねつ力学りきがく系けいでのみ現あらわれる。
• 温度おんどの比較ひかく - 表ひょうによる比較ひかく。
• 1990年ねん国際こくさい温度おんど目盛めもり　（温度おんど#国際こくさい温度おんど目盛めもり（ITS-90））

温度おんどの単位たんいの比較ひかく

	ケルビン	セルシウス度ど	ファーレンハイト度ど	ランキン度ど	ドリール度ど	ニュートン度ど	レオミュール度ど	レーマー度ど
絶対ぜったい零れい度ど	0	−273.15	−459.67	0	559.725	−90.14	−218.52	−135.90
地球ちきゅう表面ひょうめんの最低さいてい気温きおん（※1）	183.95	−89.2	−128.56	331.11	283.8	−29.436	−71.36	−39.33
ファーレンハイトの寒剤かんざい	255.37	−17.78	0	459.67	176.67	−5.87	−14.22	−1.83
水みずの融点ゆうてん（標準ひょうじゅん状態じょうたい下した）	273.15	0	32	491.67	150	0	0	7.5
地球ちきゅう表面ひょうめんの平均へいきん気温きおん	288	15	59	518.67	127.5	4.95	12	15.375
人間にんげんの平均へいきん体温たいおん	309.95	36.8	98.24	557.91	94.8	12.144	29.44	26.82
地球ちきゅう表面ひょうめんの最高さいこう気温きおん（※2）	329.85	56.7	134.06	593.73	64.95	18.711	45.36	37.268
水みずの沸点ふってん（標準ひょうじゅん状態じょうたい下か）	373.15	100	212	671.67	0	33	80	60
チタンの融点ゆうてん	1941	1668	3034	3494	−2352	550	1334	883
太陽たいようの表面ひょうめん温度おんど	5800	5526	9980	10440	−8140	1823	4421	2909

• ※1：南極なんきょく・ボストーク基地きち、1983年ねん7月がつ21日にち
• ※2：アメリカ合衆国あめりかがっしゅうこく・カリフォルニア州しゅうデスヴァレー、1913年ねん7月がつ10日とおか

脚注きゃくちゅう

参考さんこう文献ぶんけん

• 国際こくさい単位たんい系けい（SI）第だい9版はん（2019）日本語にほんご版ばん 産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ、計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター、2020年ねん4月がつ。

外部がいぶリンク

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