Celsius-fok
Származtatott SI-egység · mennyiség: hőmérséklet
01 · Meghatározás
A Celsius-fok egyenlő a kelvinnel: azonos lépés, eltolt nullpont. A hőmérsékletkülönbség mindkét skálán ugyanaz a szám, míg maguk a hőmérsékletek pontosan 273,15-tel térnek el.
A skálát történetileg két alappont határozta meg: a jég olvadása és a víz forrása. Az alsó szilárdan tart — a nyomás ezred fokokkal mozdítja el. A felső egyáltalán nem tart: a víz csak tengerszinten forr száz fokon, a hegyekben érezhetően előbb. Éppen ezért a mai meghatározás lemondott a forrásról, és a Celsiusnak egyetlen kapaszkodót hagyott: a kelvinnel van megadva, a kelvin pedig 2019 óta a Boltzmann-állandóval.
Húsz fokról harminc Celsius-fokra melegíteni ugyanaz a tíz kelvin, és a hőtechnikában a különbségeket kelvinben írják, bármely skálán adják is meg magukat a hőmérsékleteket. A különbség csak ott mutatkozik meg, ahol a hőmérséklet önmagában lép be a képletbe: az ideális gáz törvényében, a feketetest-sugárzásban, a Carnot-körfolyamat hatásfokában. Celsius-fokot beírni oda gyakori hiba, amely képtelen eredményt ad, mert mindezek a törvények az abszolút nullponttól számolnak.
02 · Átszámítás
Adjon meg egy hőmérsékletet, az adatlap kiteríti minden skálára
A hőmérsékletet nem szorzóval, hanem szorzóval és eltolással számítjuk át: minden skálának saját nullpontja és saját fokmérete van. Ezért egyetlen párban sem megy át a nulla nullába — a kelvin és a Rankine kivételével.
A Celsius- és a Fahrenheit-skála pontosan egy pontban metszi egymást: a mínusz negyven mindkettőben ugyanazt jelenti. Abból következik, hogy a Fahrenheit-fok a Celsius-fok öt kilenced része, a skálák nullpontjai pedig harminckét osztásnyira esnek egymástól. A kelvin — Rankine pár másképp épül fel: közös a nullpontjuk, és a fok nagyságában térnek el, ezért arányuk állandó, egy egész nyolc tized.
| Skála | Név | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|---|
| K | kelvin, SI-alapegység | 273,15 | fizika, csillagászat, színhőmérséklet |
| °C | Celsius-fok | 0 | időjárás, orvoslás, technika |
| °F | Fahrenheit-fok | 32 | USA, Bahamák, Belize, Kajmán-szigetek |
| °Ra | Rankine-fok | 491,67 | hőtechnika az USA-ban |
| °Ré | Réaumur-fok | 0 | a 19. századi Oroszország és Franciaország, sajtkészítés |
| °De | Delisle-fok | 150 | a 18. századi Oroszország, fordított skála |
| °N | Newton-fok | 0 | az első kísérlet skálára, 1701 |
| K | kelvin | 273,15 | viszonyítási pont az összevetéshez |
A kelvin és a Celsius csak az eltolásban tér el, a Fahrenheit a fok nagyságában is. Olyan képletekben, ahol a hőmérséklet önmagában és nem különbségként szerepel, csak abszolút skála felel meg
03 · Nagyságrendek
a nanokelvintől a csillagmagigA jég olvadása, 0 °C
04 · Mérőeszközök
Mivel mérik a Celsius-fokot
Az alkohol- vagy galinstanoszlop a hőmérséklettel emelkedik: a skálát két alappont szerint viszik fel, a közt pedig egyenlően osztják. A higanyt a Minamata-egyezmény szorította ki a háztartási eszközökből, ám éppen a higanyos hőmérők határozták meg két évszázadon át, mit tekintünk foknak.
A tiszta platina ellenállása kiszámíthatóan és ismételhetően nő a hőmérséklettel, ezért éppen ez a hőmérő szolgál etalonként a hidrogéntől az ezüstig. Egy ipari Pt100 nulla fokon pontosan száz ohmot ad.
Két különböző huzal forrasztása millivoltos feszültséget kelt, amely a forrasztás és a műszer hőmérsékletének különbségétől függ. Olcsó, kicsi és ezerötszáz fokot is kibír, ezért kemencékben, turbinákban és sütőkben ül.
A test saját infravörös sugárzásából olvassa le a hőmérsékletet, anélkül hogy hozzáérne. A kijelzés a felület emisszióképességétől függ: a fényes fémet alábecsüli, és ez az érintés nélküli hőmérés fő hibaforrása.
05 · Írásszabályok
Szóköz a jel előtt, és soha „C°”
A °C összetett jel: a fokjel szorosan a latin nagy C-hez tapad, a szám és a jel közé pedig nem törhető szóköz kerül, mint minden más egységnél. A kelvint egyáltalán fokjel nélkül írjuk — 1967-ben vették el tőle.
A fokjel önálló karakter, U+00B0, nem felső indexbe tett nulla és nem az „o” betű. A Unicode tartalmazza a kész ℃ ligatúrát is (U+2103), de a szabványok két karakter beírását ajánlják: a ligatúra rosszul utazik betűtípusok között, és elrontja a szövegben való keresést. A negatív értékeket a U+2212 mínuszjellel írjuk, nem kötőjellel.
06 · Szomszédos egységek
A kelvin a család legidősebbje: SI-alapegység, amelytől a Celsius csak a nullpont helyében tér el. A Fahrenheit három országban éli a maga életét; a Rankine abszolút skála Fahrenheit-fokkal.
ugyanaz a fok, egy nullponttal lejjebb
hétköznapi hőmérséklet
USA, Bahamák, Belize
A Simetrium adatlapjai közül a Celsius-fokhoz csatlakozik kelvin a hőmérséklet alapegységeként, Fahrenheit-fok és Rankine-fok — az angolszász pár, valamint joule, amelyen keresztül a hőmérséklet a részecskék mozgási energiájához kapcsolódik.
07 · Történeti rész
A skála, amelyet szerzője halála után fordítottak meg
Anders Celsius a nullát a víz forrásához, a százat a jég olvadásához tette: minél hidegebb, annál nagyobb a szám. A logika meteorológiai volt — Uppsalában így szinte soha nem adódtak negatív értékek.
Egy évvel Celsius halála után a skálát a ma ismert alakjára fordították. A szerzőséget Linnének tulajdonítják, aki hőmérőt rendelt az üvegházába, és Mårten Strömernek, Celsius utódjának a csillagvizsgálóban; egyikük mellett sincs megbízható tanúbizonyság.
1948-ig a skálát százfokosnak, centigrade-nak nevezték, ám franciául és spanyolul ez a szó a derékszög századrészét jelentette. Az Általános Értekezlet lezárta a kétértelműséget azzal, hogy a skálának szerzője nevét adta.
Először a skálát a víz hármaspontján át határozták meg újra, azután az ITS-90 kifejtette a gyakorlati alappontokat a hidrogéntől a rézig, 2019-ben pedig a kelvint a Boltzmann-állandóhoz rögzítették. A víz forrása megszűnt meghatározás lenni, és puszta ténnyé vált.
A skála nullpontja nem az olvadáspont
A kelvinen át történt újramegadás óta a nulla Celsius-fok meghatározás szerint már nem a jég olvadáspontja — egyszerűen 273,15 K. Normál nyomáson a jég körülbelül egy tízezred fokkal lejjebb olvad, és ez a különbség nem mérési hiba, hanem annak következménye, hogy a meghatározást elszakították egy anyagtól. A hármaspont-cella vizének az óceánvíz izotóp-összetételével kell bírnia: a hidrogén és az oxigén nehéz izotópjai negyed millikelvinnel tolják el a pontot, és a szabvány külön előírja az összetételt. 2019 óta ez sem maradt: a kelvint a Boltzmann-állandó számértéke adja meg, a hármaspont-cellák pedig a meghatározásból a használati etalonok rangjára kerültek, a gallium, az indium és az ezüst dermedéspontjával egy sorban.
Katalógus · mértékegységek
Minden mennyiségnek egy adatlap
Az SI hét alapegysége, huszonkét saját nevű származtatott egység és a rendszeren kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek külön lapja van: meghatározás, átszámítás, eszközök, írásszabályok. 31 nyelven.
Saját nevű SI-származtatott egységek
a Celsius-fok adatlapja nyitvaAz SI alapegységei
terrakottával — a kelvin, amelyből a Celsius eltolással adódikHasználatból kiment hőmérsékleti skálák
Az adatlap nyelve
31 nyelv. A °C jel nemzetközi, a megszokott hétköznapi skála viszont nem: az USA-nak és Belize-nek szánt fordításokban az adatlap a Fahrenheitre való átszámítással nyílik.