Grad Celsius
Avledet SI-enhet · størrelse: temperatur
01 · Definisjon
Én grad Celsius er lik én kelvin: samme skritt, forskjøvet nullpunkt. En temperaturforskjell blir det samme tallet i begge skalaene, mens temperaturene selv skiller seg med nøyaktig 273,15.
Historisk ble skalaen fastlagt av to fikspunkter: smeltende is og kokende vann. Det nederste holder fast — trykket flytter det tusendeler av en grad. Det øverste holder ikke i det hele tatt: vann koker ved hundre grader bare ved havflaten, og i fjellet merkbart tidligere. Nettopp derfor ga den moderne definisjonen opp kokingen og lot Celsius beholde ett eneste feste: den er bestemt gjennom kelvin, og kelvin siden 2019 gjennom Boltzmanns konstant.
Å varme fra tjue til tretti grader Celsius er de samme ti kelvin, og i varmeteknikken skrives forskjeller i kelvin uansett hvilken skala temperaturene selv er oppgitt i. Forskjellen viser seg bare der temperaturen inngår i formelen for seg selv: i idealgassloven, i strålingen fra det sorte legemet, i virkningsgraden til Carnot-prosessen. Å sette inn grader Celsius der er en utbredt feil som gir et meningsløst svar, for alle disse lovene teller fra det absolutte nullpunktet.
02 · Omregning
Skriv inn en temperatur, så brer databladet den ut over skalaene
Temperatur regnes ikke om med en faktor, men med en faktor pluss en forskyvning: hver skala har sitt eget nullpunkt og sin egen gradstørrelse. Derfor går ikke nullen over i nullen i noe par — bortsett fra hos kelvin og Rankine.
Celsius- og Fahrenheit-skalaen krysser hverandre i nøyaktig ett punkt: minus førti betyr det samme i begge. Det følger av at Fahrenheit-graden måler fem niendedeler av Celsius-graden, mens nullpunktene til skalaene ligger trettito delestreker fra hverandre. Paret kelvin — Rankine er bygd annerledes: de deler nullpunkt og skiller seg i gradstørrelse, så forholdet mellom dem er konstant og lik én komma åtte.
| Skala | Navn | Verdi | Hvor den opptrer |
|---|---|---|---|
| K | kelvin, SI-grunnenhet | 273,15 | fysikk, astronomi, fargetemperatur |
| °C | grad Celsius | 0 | vær, medisin, teknikk |
| °F | grad Fahrenheit | 32 | USA, Bahamas, Belize, Caymanøyene |
| °Ra | grad Rankine | 491,67 | varmeteknikk i USA |
| °Ré | grad Réaumur | 0 | 1800-tallets Russland og Frankrike, osteproduksjon |
| °De | grad Delisle | 150 | 1700-tallets Russland, skalaen motsatt |
| °N | grad Newton | 0 | det første forsøket på en skala, 1701 |
| K | kelvin | 273,15 | referansepunkt for sammenligning |
Kelvin og Celsius skiller seg bare ved forskyvningen, Fahrenheit i tillegg ved gradstørrelsen. I formler der temperaturen står for seg selv og ikke som en forskjell, duger bare en absolutt skala
03 · Størrelsesordener
fra nanokelvin til kjernen i en stjerneIsens smelting, 0 °C
04 · Måleinstrumenter
Hva grader Celsius måles med
Søylen av sprit eller galinstan stiger med temperaturen: skalaen settes etter to fikspunkter, og mellomrommet deles likt. Kvikksølvet er drevet ut av husholdningsapparatene av Minamata-konvensjonen, men det var nettopp kvikksølvtermometrene som i to hundreår bestemte hva en grad var.
Motstanden i rent platina stiger med temperaturen forutsigbart og gjentakbart, og derfor tjener nettopp dette termometeret som normal i området fra hydrogen til sølv. En industriell Pt100 gir nøyaktig hundre ohm ved null grader.
Skjøten mellom to ulike tråder skaper en spenning på millivolt som avhenger av forskjellen mellom skjøtens og instrumentets temperatur. Det er billig, lite og tåler femtenhundre grader, derfor sitter det i ovner, turbiner og komfyrer.
Det leser temperaturen av legemets egen infrarøde stråling uten å røre det. Utslaget avhenger av overflatens emissivitet: blankt metall måles for lavt, og det er den viktigste feilkilden i berøringsfri temperaturmåling.
05 · Skriveregler
Et mellomrom før tegnet, og aldri «C°»
°C er et sammensatt symbol: gradtegnet står inntil den latinske store C-en, mens det mellom tall og symbol settes et hardt mellomrom som ved enhver annen enhet. Kelvin skrives helt uten gradtegn — det ble tatt fra den i 1967.
Gradtegnet er et eget tegn, U+00B0, ikke en hevet null og ikke bokstaven «o». Unicode har også den ferdige ligaturen ℃ (U+2103), men standardene anbefaler å taste de to tegnene: ligaturen reiser dårlig mellom skrifttyper og ødelegger søket i teksten. Negative verdier skrives med minustegnet U+2212, ikke med bindestrek.
06 · Naboenheter
Kelvin er den eldste i familien: en SI-grunnenhet som Celsius bare skiller seg fra ved hvor nullpunktet ligger. Fahrenheit lever sitt eget liv i tre land; Rankine er en absolutt skala med Fahrenheit-graden.
samme grad, ett nullpunkt lavere
hverdagstemperatur
USA, Bahamas, Belize
Blant databladene til Simetrium grenser til grad Celsius kelvin som temperaturens grunnenhet, grad Fahrenheit og grad Rankine — det angloamerikanske paret, og dessuten joule, som knytter temperaturen til bevegelsesenergien til partiklene.
07 · Historisk del
Skalaen som ble snudd etter opphavsmannens død
Anders Celsius satte nullen ved vannets koking og hundre ved isens smelting: jo kaldere, desto større tall. Logikken var meteorologisk — i Uppsala oppsto det på den måten nesten aldri negative verdier.
Ett år etter Celsius’ død ble skalaen snudd til den formen vi kjenner. Opphavet tilskrives både Linné, som bestilte et termometer til drivhuset sitt, og Mårten Strömer, Celsius’ etterfølger ved observatoriet; sikre vitnesbyrd for noen av dem finnes ikke.
Fram til 1948 het skalaen centigrad, men på fransk og spansk betydde det ordet en hundredel av den rette vinkelen. Generalkonferansen lukket tvetydigheten ved å gi skalaen navnet til opphavsmannen.
Først ble skalaen omdefinert gjennom vannets trippelpunkt, deretter satte ITS-90 opp praktiske fikspunkter fra hydrogen til kobber, og i 2019 ble kelvin festet til Boltzmanns konstant. Vannets koking sluttet å være en definisjon og ble bare et faktum.
Skalaens nullpunkt er ikke smeltepunktet
Etter omdefineringen gjennom kelvin er null grader Celsius per definisjon ikke lenger isens smeltepunkt — det er ganske enkelt 273,15 K. Ved normaltrykk smelter is omtrent en titusendels grad lavere, og den forskjellen er ingen målefeil, men følgen av at definisjonen ble løsrevet fra et stoff. Vannet i trippelpunktcellen må ha havvannets isotopsammensetning: tunge isotoper av hydrogen og oksygen flytter punktet en firedels millikelvin, og standarden foreskriver sammensetningen særskilt. Siden 2019 er heller ikke det igjen: kelvin er fastsatt ved en tallverdi for Boltzmanns konstant, og trippelpunktcellene har gått fra definisjonen til bruksnormalenes rang, på linje med størkningspunktene for gallium, indium og sølv.
Katalog · måleenheter
Et datablad for hver størrelse
Sju SI-grunnenheter, tjueto avledede med egne navn og enhetene utenfor systemet som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt eget blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 14 språk.
Avledede SI-enheter med eget navn
databladet for grad Celsius er åpnetSI-grunnenheter
i terrakotta — kelvin, som Celsius fås av ved en forskyvningTemperaturskalaer som er gått ut av bruk
Databladets språk
14 språk. Symbolet °C er internasjonalt, men den vante hverdagsskalaen er det ikke: i oversettelsene for USA og Belize åpner databladet med omregningen til Fahrenheit.