セルシウス度
SI 組立単位 · 量：温度
01 · 定義
セルシウス度はケルビンに等しい。刻みは同じで、零点だけがずれている。温度の差はどちらの目盛でも同じ数になり、温度そのものはちょうど 273.15 だけ違う。
歴史的にこの目盛は二つの定点で定められていた。氷の融解と水の沸騰である。下の定点はしっかり動かない。圧力がずらすのは千分の一度ほどにすぎない。上の定点はまるで動かないでいられない。水が百度で沸くのは海面だけで、山ではかなり早く沸く。だからこそ現代の定義は沸騰を手放し、セルシウス度に係留点を一つだけ残した。ケルビンによって定義され、そのケルビンは2019年からボルツマン定数で定められている。
二十度から三十セルシウス度まで温めるのは同じ十ケルビンであり、熱工学の式では温度そのものがどの目盛で与えられていようと、差はケルビンで書く。違いが出るのは、温度が差としてではなく単独で式に入るところだけである。理想気体の状態方程式、黒体放射、カルノーサイクルの効率がそれにあたる。そこにセルシウス度を入れるのはよくある誤りで、答えは無意味になる。これらの法則はいずれも絶対零度から数えているからだ。
02 · 換算
温度を入力すると、要覧がそれを各目盛に広げます
温度は係数だけでなく、係数と平行移動で換算される。目盛ごとに零点も度の大きさも違うからだ。そのため、ケルビンとランキンを除けば、どの組み合わせでも零は零に移らない。
セルシウスと華氏の目盛はちょうど一点で交わる。マイナス四十はどちらでも同じ意味になる。華氏の一度がセルシウスの九分の五にあたり、両目盛の零点が三十二目盛ぶん離れているからである。ケルビンとランキンの組はつくりが違う。零点を共有し、度の大きさだけが異なるので、比は一定で一・八になる。
| 目盛 | 名称 | 数値 | 使われる場面 |
|---|---|---|---|
| K | ケルビン、SI 基本単位 | 273.15 | 物理学、天文学、色温度 |
| °C | セルシウス度 | 0 | 天気、医学、工学 |
| °F | 華氏度 | 32 | アメリカ、バハマ、ベリーズ、ケイマン諸島 |
| °Ra | ランキン度 | 491.67 | アメリカの熱工学 |
| °Ré | 列氏度 | 0 | 19世紀のロシアとフランス、チーズづくり |
| °De | ドリール度 | 150 | 18世紀のロシア、目盛が逆さま |
| °N | ニュートン度 | 0 | 目盛への最初の試み、1701 |
| K | ケルビン | 273.15 | 比較のための基準点 |
ケルビンとセルシウスの違いは平行移動だけ、華氏はさらに度の大きさも違う。温度が差ではなく単独で入る式では、絶対目盛しか使えない
03 · 桁の並び
ナノケルビンから恒星の中心まで氷の融解、0 °C
04 · 測定器
セルシウス度は何で測るか
アルコールやガリンスタンの柱は温度とともに上がる。目盛は二つの定点に合わせて刻み、その間を等分する。水銀は水俣条約により家庭用の器具から追い出されたが、二世紀にわたって何を一度とするかを決めていたのは、ほかならぬ水銀温度計だった。
純白金の抵抗は温度とともに予測どおり、しかも再現よく増える。だからこの温度計こそ、水素から銀までの範囲で標準器の役を担う。工業用の Pt100 は零度でちょうど百オームを示す。
異なる二本の線の接点はミリボルトの電圧を生み、その大きさは接点と計器の温度差で決まる。安く、小さく、千五百度に耐えるので、炉やタービン、オーブンに収まっている。
物体に触れず、その赤外放射から温度を読む。指示値は表面の放射率に左右され、光沢のある金属は低めに出る。これが非接触測温のもっとも大きな誤差要因である。
05 · 表記の規則
記号の前に空白、そして「C°」は決して書かない
°C は複合記号である。度記号はラテン大文字の C にぴたりと付き、数値と記号のあいだには他の単位と同じく分割禁止の空白を置く。ケルビンは度記号を一切付けずに書く。1967年に取り上げられたからだ。
度記号は独立した文字 U+00B0 であって、上付きの零でも文字「o」でもない。Unicode には合字 ℃（U+2103）もあるが、規格は二文字で打つことを勧めている。合字は書体をまたぐと崩れやすく、本文検索も壊すからだ。負の値はハイフンではなくマイナス記号 U+2212 で書く。
06 · 隣り合う単位
ケルビンはこの一族の年長者、SI 基本単位であり、セルシウス度との違いは零点の位置だけである。華氏は三つの国で独自の生を送り、ランキンは華氏の度をもつ絶対目盛である。
Simetrium の 要覧のうち セルシウス度の隣に立つのは ケルビン 温度の基本単位として、 華氏度 と ランキン度 ——英米の一対、さらに ジュール。温度はこれを通じて粒子の運動エネルギーと結びつく。
07 · 歴史の部
考案者の死後にひっくり返された目盛
アンデルス・セルシウスは零を水の沸騰に、百を氷の融解に置いた。寒いほど数が大きくなる。理屈は気象観測のものだった。ウプサラではこうすれば負の値がまず出なかったのである。
セルシウスの死の翌年、目盛は今の形に反転された。その功は、温室用の温度計を注文したリンネにも、セルシウスの後任として天文台に立ったモーテン・ストレーメルにも帰される。どちらとも決めうる確かな証拠はない。
1948年まで、この目盛は百分度、centigrade と呼ばれていた。だがフランス語とスペイン語では、この語は直角の百分の一を指した。総会は目盛に考案者の名を与えて、この曖昧さに幕を引いた。
まず目盛は水の三重点で定義し直され、次いで ITS-90 が水素から銅までの実用定点を書き並べ、2019年にケルビンはボルツマン定数へ固定された。水の沸騰は定義であることをやめ、ただの事実になった。
目盛の零点は融点ではない
ケルビンによる再定義ののち、零セルシウス度は定義上もはや氷の融点ではない。いまは単に 273.15 K である。常圧では氷はおよそ一万分の一度低いところで融けるが、この差は測定誤差ではなく、定義を物質から切り離したことの帰結である。三重点セルの水は海水と同じ同位体組成でなければならない。水素と酸素の重い同位体がこの点を四分の一ミリケルビン動かすため、規格は組成を別に定めている。2019年からはそれすら残っていない。ケルビンはボルツマン定数の数値で与えられ、三重点セルは定義から実用標準器の列へ移った。ガリウム、インジウム、銀の凝固点と肩を並べている。
カタログ · 測定単位
それぞれの量に一つの要覧
SI の基本単位が七つ、固有の名をもつ組立単位が二十二、そして技術にも暮らしにも欠かせないSI 以外の単位。どれにも一葉ずつ：定義、換算、測定器、表記の規則。31 言語で。
固有の名をもつ SI 組立単位
セルシウス度の要覧を開いていますSI 基本単位
テラコッタ色はケルビン。セルシウス度はそこから平行移動で得られる使われなくなった温度目盛
要覧の言語
31 言語。記号 °C は国際的だが、身についた暮らしの目盛はそうではない。アメリカとベリーズ向けの訳では、要覧は華氏への換算から始まる。