Als je de temperatuur meet ten opzichte van het absolute nulpunt, is het een absolute temperatuur; het absolute nulpunt is 0.
De meest gebruikte absolute temperatuurschaal is die van Kelvin, gesymboliseerd met een hoofdletter K, die graden met een Celsius-schaal gebruikt (er is er nog een, de Rankine, die verwant is aan de Fahrenheit-schaal). We schrijven temperaturen in Kelvin zonder het graden symbool; het absolute nulpunt is 0 K.
Een andere naam voor absolute temperatuur is thermodynamische temperatuur. Waarom? Omdat absolute temperatuur rechtstreeks verband houdt met thermodynamica; in feite is het de Zeroth Law of Thermodynamics die leidt tot een (formele) definitie van (thermodynamische) temperatuur.
Ruwweg meet de temperatuur van een voorwerp (of iets dergelijks, zoals het gas in een ballon) de kinetische energie van de deeltjes (atomen, moleculen, etc) van de materie waaruit het is opgebouwd … in gemiddelde zin, en macroscopisch. Merk op dat klodders materie veel meer energie hebben dan alleen de kinetische energie van de atomen in de klodder – er is de energie die de atomen bijeenhoudt in moleculen (als die er zijn), de bindingsenergie van de kernen (tenzij de klodder zuiver waterstof is, zonder deuterium), enzovoort; geen van deze energieën wordt meegeteld in de temperatuur van de klodder.
Je zou kunnen denken dat bij het absolute nulpunt een stof in zijn laagst mogelijke energietoestand is, vooral als het een zuivere verbinding is (of een isotopisch zuiver element). Nou, zo eenvoudig is het niet … afgezien van de nulpuntenergie (iets wat nogal tegen-intuïtief is, vanuit de kwantummechanica), is er het feit dat veel vaste stoffen verschillende, stabiele kristalstructuren hebben (zelfs bij 0 K), maar slechts één met minimale energie. Dan is er helium, dat een vloeistof is bij 0 K (de vaste fase van een stof heeft een lagere energie dan de overeenkomstige vloeibare fase), tenzij onder druk.
De Kelvin is een van de basiseenheden van het Internationaal Stelsel van Eenheden (SI) (er zijn er zeven), en wordt gedefinieerd met verwijzing naar het tripelpunt van water (“De Kelvin, eenheid van thermodynamische temperatuur, is de breuk 1/273.16 van de thermodynamische temperatuur van het tripelpunt van water” is de definitie van 1967/8; de huidige – aangenomen in 2005 – breidt dit uit om rekening te houden met isotrope variaties).
Waarom wordt hij Kelvin genoemd? Omdat William Thompson – Lord Kelvin – de eerste was die een absolute temperatuurschaal beschreef, in een paper dat hij in 1848 schreef; hij schatte ook dat het absolute nulpunt -273o C was.
Project Skymath heeft een aardige inleiding tot de absolute temperatuur.
Enk Universe Today-materiaal dat u misschien interessant vindt: Absolute Nul, koudste temperatuur ooit, en Planck First Light.