섭씨도
SI 유도 단위 · 양: 온도
01 · 정의
섭씨도는 켈빈과 같다. 눈금 간격은 같고 영점만 옮겨져 있다. 온도의 차는 두 눈금에서 같은 수로 나타나지만, 온도 자체는 정확히 273.15만큼 다르다.
역사적으로 이 눈금은 두 정점이 정했다. 얼음의 녹음과 물의 끓음이다. 아래쪽은 단단히 버틴다. 압력은 그것을 천분의 몇 도쯤 옮길 뿐이다. 위쪽은 전혀 버티지 못한다. 물이 백 도에서 끓는 것은 해수면에서뿐이고, 산에서는 눈에 띄게 일찍 끓는다. 바로 그 때문에 오늘의 정의는 끓음을 놓아주고 섭씨도에 계류점 하나만 남겼다. 섭씨도는 켈빈으로 정의되고, 켈빈은 2019년부터 볼츠만 상수로 정의된다.
이십 도에서 삼십 섭씨도로 데우는 것은 같은 십 켈빈이며, 열공학의 식에서는 온도 자체가 어느 눈금으로 주어졌든 차는 켈빈으로 적는다. 차이가 드러나는 곳은 온도가 차가 아니라 그 자체로 식에 들어가는 자리뿐이다. 이상 기체 상태 방정식, 흑체 복사, 카르노 순환의 효율이 그렇다. 거기에 섭씨도를 넣는 것은 흔한 잘못이며 터무니없는 답을 준다. 이 법칙들은 모두 절대 영도에서부터 세기 때문이다.
02 · 환산
온도를 입력하면 자료표가 모든 눈금에 펼쳐 보입니다
온도는 계수만으로가 아니라 계수와 평행 이동으로 환산된다. 눈금마다 자기 영점과 자기 도의 크기가 있기 때문이다. 그래서 켈빈과 랭킨을 빼면 어떤 짝에서도 영이 영으로 가지 않는다.
섭씨와 화씨 눈금은 꼭 한 점에서 만난다. 영하 사십은 둘 다에서 같은 뜻이다. 화씨 한 도가 섭씨 한 도의 구분의 오이고, 두 눈금의 영점이 서른두 칸 떨어져 있기 때문이다. 켈빈과 랭킨의 짝은 짜임이 다르다. 영점은 함께 쓰고 도의 크기만 다르므로, 둘의 비는 일정하여 일 점 팔이다.
| 눈금 | 이름 | 값 | 쓰이는 곳 |
|---|---|---|---|
| K | 켈빈, SI 기본 단위 | 273.15 | 물리학, 천문학, 색온도 |
| °C | 섭씨도 | 0 | 날씨, 의학, 공학 |
| °F | 화씨도 | 32 | 미국, 바하마, 벨리즈, 케이맨 제도 |
| °Ra | 랭킨도 | 491.67 | 미국의 열공학 |
| °Ré | 열씨도 | 0 | 19세기 러시아와 프랑스, 치즈 만들기 |
| °De | 들릴도 | 150 | 18세기 러시아, 눈금이 거꾸로 |
| °N | 뉴턴도 | 0 | 눈금을 향한 첫 시도, 1701 |
| K | 켈빈 | 273.15 | 견주기 위한 기준점 |
켈빈과 섭씨의 차이는 평행 이동뿐이고, 화씨는 도의 크기까지 다르다. 온도가 차가 아니라 그 자체로 들어가는 식에서는 절대 눈금만이 쓸모 있다
03 · 크기의 차수
나노켈빈에서 별의 중심까지얼음의 녹음, 0 °C
04 · 측정 기기
섭씨도는 무엇으로 재는가
알코올이나 갈린스탄 기둥은 온도와 함께 오른다. 눈금은 두 정점에 맞춰 새기고 그 사이를 고르게 나눈다. 수은은 미나마타 협약으로 가정용 기구에서 밀려났지만, 두 세기 동안 무엇을 한 도로 삼을지 정한 것은 바로 수은 온도계였다.
순백금의 저항은 온도와 함께 예측 가능하고 되풀이 가능하게 늘어난다. 그래서 수소에서 은까지의 구간에서 표준기 노릇을 하는 것이 바로 이 온도계다. 산업용 Pt100은 영도에서 정확히 백 옴을 낸다.
서로 다른 두 선의 접점은 밀리볼트 수준의 전압을 낳으며, 그 크기는 접점과 계기의 온도 차에 달려 있다. 싸고 작고 천오백 도를 견디므로 가마와 터빈, 오븐에 자리 잡는다.
물체에 닿지 않고 그 자체의 적외선 복사에서 온도를 읽는다. 눈금값은 표면의 방사율에 달려 있어 번쩍이는 금속은 낮게 잡힌다. 이것이 비접촉 온도 측정의 가장 큰 오차 원인이다.
05 · 표기 규칙
기호 앞에 빈칸, 그리고 결코 「C°」는 아니다
°C는 합성 기호다. 도 기호는 라틴 대문자 C에 바짝 붙고, 숫자와 기호 사이에는 다른 단위와 마찬가지로 줄바꿈 없는 빈칸을 둔다. 켈빈은 도 기호를 아예 붙이지 않는다. 1967년에 그것을 빼앗겼기 때문이다.
도 기호는 독립된 문자 U+00B0이며, 위 첨자 영도 아니고 글자 「o」도 아니다. 유니코드에는 완성된 합자 ℃(U+2103)도 있지만, 표준은 두 글자를 치기를 권한다. 합자는 글꼴 사이를 옮겨 다니기 어렵고 본문 검색을 망가뜨린다. 음수는 붙임표가 아니라 빼기 기호 U+2212로 적는다.
06 · 이웃 단위
켈빈은 집안의 맏이다. SI 기본 단위이며 섭씨도는 오직 영점의 자리에서만 그것과 다르다. 화씨는 세 나라에서 제 삶을 살고, 랭킨은 화씨의 도를 쓰는 절대 눈금이다.
Simetrium의 자료표 가운데 섭씨도의 이웃은 켈빈 온도의 기본 단위로서, 화씨도 와 랭킨도 — 영미의 한 쌍, 그리고 줄. 온도는 이를 통해 입자 운동의 에너지와 이어진다.
07 · 역사 부문
만든 이가 죽은 뒤 뒤집힌 눈금
안데르스 셀시우스는 영을 물의 끓음에, 백을 얼음의 녹음에 두었다. 추울수록 수가 커진다. 논리는 기상학의 것이었다. 웁살라에서는 이렇게 하면 음수가 거의 나오지 않았다.
셀시우스가 죽은 이듬해 눈금은 우리가 아는 모습으로 뒤집혔다. 그 공은 온실에 쓸 온도계를 주문한 린네에게도, 천문대에서 셀시우스의 뒤를 이은 모르텐 스트뢰메르에게도 돌아간다. 어느 쪽을 가리키는 확실한 증언은 없다.
1948년까지 이 눈금은 백분도, centigrade라 불렸다. 그러나 프랑스어와 에스파냐어에서 이 말은 직각의 백분의 일을 뜻했다. 총회는 눈금에 만든 이의 이름을 주어 이 모호함을 닫았다.
먼저 눈금은 물의 삼중점으로 다시 정의되었고, 이어 ITS-90이 수소에서 구리까지 실용 정점을 적어 놓았으며, 2019년에 켈빈은 볼츠만 상수에 매였다. 물의 끓음은 정의이기를 그치고 그저 하나의 사실이 되었다.
눈금의 영점은 녹는점이 아니다
켈빈으로 다시 정의된 뒤, 영 섭씨도는 정의상 더는 얼음의 녹는점이 아니다. 이제는 그저 273.15 K이다. 보통 압력에서 얼음은 만분의 일 도쯤 아래에서 녹는데, 이 차이는 측정 오차가 아니라 정의를 어떤 물질에서 떼어 놓은 결과다. 삼중점 셀의 물은 바닷물과 같은 동위원소 조성이어야 한다. 수소와 산소의 무거운 동위원소가 그 점을 사분의 일 밀리켈빈만큼 옮기기 때문이며, 표준은 조성을 따로 정한다. 2019년부터는 그것마저 남지 않았다. 켈빈은 볼츠만 상수의 수치로 주어지고, 삼중점 셀은 정의에서 실용 표준기의 자리로 옮겨 갔다. 갈륨과 인듐과 은의 응고점과 나란히.
목록 · 측정 단위
양마다 하나의 자료표
SI 기본 단위 일곱, 고유한 이름을 가진 유도 단위 스물둘, 그리고 기술에도 일상에도 없어서는 안 되는 SI 밖의 단위들. 저마다 한 장씩: 정의, 환산, 기기, 표기 규칙. 36개 언어로.
고유한 이름을 가진 SI 유도 단위
섭씨도 자료표가 열려 있음SI 기본 단위
테라코타 색은 켈빈. 섭씨도는 거기서 평행 이동으로 얻어진다쓰이지 않게 된 온도 눈금
자료표 언어
36개 언어. 기호 °C는 국제적이지만 몸에 밴 생활의 눈금은 그렇지 않다. 미국과 벨리즈를 위한 번역에서는 자료표가 화씨 환산으로 열린다.