セルシウス度
1742 年、スウェーデンの天文学者アンデルス・セルシウスは 2 つの定点をもつ温度計を発表した。その温度計では水は 0 で沸騰し、雪は 100 で融けた。暖かいほど数字は小さかった。
3 年後、カール・リンネはウプサラの温室のために目盛を逆にした温度計を注文し、それが定着した。セルシウスはもう一つのことに気づいていた。雪はどこでも同じ温度で融けるが、水の沸騰は気圧によって変わる。現在のセルシウス度はケルビンを通して定義され、0 °C はちょうど 273.15 K である。
| 記号 | °C |
| 定義 | t = T − 273.15 K、1 度の大きさはケルビンと同じ |
| 水の定点 | 氷の融解 0.00 °C · 三重点 0.01 °C · 沸騰 99.97 °C（101.325 kPa） |
| 導入 | 1742 年、ウプサラ · 名称「セルシウス度」— CGPM 1948 |
| 規格 | ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. · ITS-90 |
| 代表的な値 | −89.2 °C — 最低気温記録、南極 · 37 °C — 体温 · 1538 °C — 鉄が融ける |
01 · 定義
同じケルビンで、ゼロの位置だけが違う
セルシウス温度 t は、熱力学温度 T を 273.15 K ずらしたものである。1 セルシウス度は 1 ケルビンと同じ大きさだ。だから温度差はどちらの単位でも同じ数値で書かれる。
もう水が目盛を決めることはない。標準気圧で氷は 0.00 °C で融け、水の三重点は 0.01 °C、沸騰は 100 ちょうどではなく 99.97 °C にある。この端数は、定点がまず精密化され、その後に手放された跡である。
なぜセルシウスでは沸騰水がゼロだったのか
同じ温度計が 2 本並び、液柱はいつも同じ高さにある。違うのは目盛の文字だけだ。左は 100 が融ける雪の位置にある 1742 年の目盛、右は現在の目盛。青い線は雪、赤い線は沸騰水。
セルシウス目盛のゼロは熱がないところではなく、氷が融けるところで決められた。こうした数字は割り算できない。ケルビンでは 20 °C は 293.15 K、10 °C は 283.15 K。比は 1.035 で、暖かさはわずか 3.5 % 増えただけだ。一方、温度差は正直で、10 °C と 10 K は同じものである。
温度計のゼロと 100 はどこにあるか
ガラス管には目盛がない。セルシウスのように自分で刻む。温度計を融ける雪に入れてゼロに印をつけ、次に沸騰水に入れて 100 に印をつける。黄土色の線があなたの印で、その間を装置が自動で 10 等分する。左は雪の入ったコップ、右はコンロにかけた鍋と気圧計。中央の山は場所の高さを示す。高いほど気圧は低く、水は早く沸騰する。エベレストで 100 に印をつけ、部屋で温度計がいくつを示すか見てみよう。
温度計を融ける雪に入れ、液柱が止まるまで待つ。その位置がゼロになる。
02 · 換算
| 単位 | 値 | 定点 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
−40 では、セルシウス目盛とファーレンハイト目盛は同じ数字を示す。
1742 年のドリールとセルシウスは下向きに数えた。熱いほど数字は小さい。
1 °C の差は、いつでも 1 K、1.8 °F に等しい。
03 · 桁の並び
04 · 測定器
05 · 表記の規則
06 · 隣り合う単位
07 · 歴史の部
セルシウスは最も大切な点を確かめた。雪はウプサラでもスウェーデン北部でも同じ温度で融けるが、沸点は気圧で変わる。彼は気圧計の高さによる補正を提案した。そのため 100 度の印は標準気圧のときにだけつけられた。
1954 年、基準は水の三重点 273.16 K、すなわち 0.01 °C に移された。2019 年からケルビンはボルツマン定数 k = 1.380 649·10⁻²³ J/K によって定義されている。水はもう何も決めないが、0 °C = 273.15 K という関係は定義により正確なまま残った。
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