Kelvin

Kelvin (símbolo K, no °K) es la unidad base del SI para la temperatura. El punto cero es el cero absoluto — la temperatura mínima teórica en la que cesa todo movimiento molecular — igual a −273,15 °C o −459,67 °F.

El kelvin utiliza el mismo tamaño de paso que Celsius: un cambio de temperatura de 1 K es idéntico a un cambio de 1 °C. Las dos escalas solo difieren en el desplazamiento:

• El agua se congela a 273,15 K (0 °C)
• El agua hierve a 373,15 K (100 °C)
• Temperatura corporal: ~310 K
• Temperatura ambiente: ~293-298 K

Se usa en: trabajo científico de forma universal, temperatura de color (luces blancas cálidas ~2700 K, luz diurna ~5500 K, cielo azul ~10000 K), ecuaciones termodinámicas donde importa la temperatura absoluta (leyes de los gases, Stefan-Boltzmann), y cualquier contexto donde los cocientes de temperaturas deban tener sentido físico (un cociente de temperaturas Celsius a través de 0 °C carece de significado porque Celsius tiene un cero arbitrario).

Desde 2019, el kelvin se define a través de la constante de Boltzmann en lugar del punto triple del agua. El cambio de definición preservó cada valor práctico dentro de la precisión metrológica; nada en un termómetro se lee de forma diferente por ello.

¿Por qué no tiene símbolo de grado? Hasta 1968, las temperaturas en kelvin se escribían “°K”, como Celsius y Fahrenheit. La 13.ª CGPM eliminó el símbolo de grado ese año, argumentando que el kelvin es una medida de cantidad termodinámica absoluta y no una posición en una escala arbitraria — la misma lógica que hace que metro, julio y amperio no tengan símbolo. La escritura científica moderna usa estrictamente “K” sin “°”. La regla de capitalización de 1948 (la unidad es “kelvin” en minúscula, pero el símbolo es “K” en mayúscula, como voltio/V y pascal/Pa) se adoptó específicamente para honrar a William Thomson, Lord Kelvin, mientras se mantenía la unidad como un sustantivo regular.

Rangos prácticos del kelvin que nadie menciona: el nitrógeno líquido hierve a 77 K (−196 °C) — suficientemente barato como para que las universidades lo viertan en recipientes para demostraciones de química. El helio se licua a 4,2 K, la temperatura a la que operan la mayoría de los imanes superconductores (máquinas de resonancia magnética, aceleradores de partículas). La radiación cósmica de fondo de microondas está a 2,725 K — la temperatura literal del universo, medida desde cualquier dirección. Las temperaturas más bajas jamás producidas en un laboratorio están en el rango de los picokelvin (10⁻¹² K), obtenidas con átomos de rubidio enfriados por láser; el cero absoluto de 0 K permanece inalcanzable según la tercera ley de la termodinámica. Relacionado: conversor de temperatura, temperatura de color. Referencia: Folleto del SI del BIPM — Definición del kelvin.

Ejemplo práctico

Convierte una temperatura ambiente cómoda de 22 °C a kelvin y viceversa. Kelvin = Celsius + 273,15, por lo que 22 + 273,15 = 295,15 K. Para calcular la potencia radiante por metro cuadrado emitida por un objeto a esa temperatura usando la ley de Stefan-Boltzmann j = σT⁴ (σ = 5,670374419×10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴), debes usar kelvin: j = 5,67e-8 × 295,15⁴ ≈ 430 W/m². Introducir el valor en Celsius (22) en T⁴ daría ~13 W/m² — incorrecto por un factor de 33, porque T⁴ carece de sentido en una escala cuyo cero es arbitrario. Ahora hazlo a la inversa para un filamento de bombilla incandescente a 3000 K: 3000 − 273,15 = 2726,85 °C — esa es la temperatura literal del filamento, no la etiqueta de temperatura de color impresa en la caja (aunque en este caso coinciden porque la bombilla irradia como un cuerpo casi negro).

Cuándo y por qué importa

Necesitas kelvin cada vez que la física involucra una temperatura absoluta: cálculos de ley de gases (PV = nRT), radiación térmica (Stefan-Boltzmann, ley de desplazamiento de Wien), ecuaciones de velocidad de reacción de Arrhenius, cálculos del nivel de ruido para receptores de radio (ruido kTB), y selección de puntos blancos de LED/pantalla (una pantalla de 6500 K coincide con la luz diurna D65; 2700 K imita el tungsteno cálido). El error que comete la gente: restar dos temperaturas Celsius y tratar la diferencia como un cociente. Un salto de 10 °C a 20 °C no es “el doble de caliente” — en kelvin es 283,15 → 293,15 K, solo un cambio del 3,5% en energía térmica absoluta. Referencia: NIST — Unidades del SI: temperatura.