Stopień Celsjusza
W 1742 roku szwedzki astronom Anders Celsjusz opisał termometr z dwoma punktami stałymi. U niego woda wrzała przy zerze, a śnieg topniał przy stu. Im cieplej, tym mniejsza liczba.
Trzy lata później Karol Linneusz zamówił do oranżerii w Uppsali termometr z odwróconą skalą. To ona się przyjęła. Celsjusz zauważył jeszcze jedno: śnieg wszędzie topnieje w tej samej temperaturze, a woda wrze różnie w zależności od ciśnienia. Dziś stopień Celsjusza jest określony przez kelwin, a 0 °C to dokładnie 273,15 K.
| Oznaczenie | °C |
| Definicja | t = T − 273,15 K, stopień ma tę samą wielkość co kelwin |
| Punkty wody | topnienie lodu 0,00 °C · punkt potrójny 0,01 °C · wrzenie 99,97 °C przy 101,325 kPa |
| Wprowadzona | 1742, Uppsala · nazwa „stopień Celsjusza” — CGPM 1948 |
| Normy | ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. · ITS-90 |
| Typowe wartości | −89,2 °C — rekord zimna, Antarktyda · 37 °C — ciało · 1538 °C — topi się żelazo |
01 · Definicja
Ten sam kelwin, tylko zero w innym miejscu
Temperatura Celsjusza t to temperatura termodynamiczna T przesunięta o 273,15 K. Stopień Celsjusza ma tę samą wielkość co kelwin. Dlatego różnicę temperatur zapisuje się w obu jednostkach tą samą liczbą.
Woda nie wyznacza już skali. Przy normalnym ciśnieniu lód topnieje w 0,00 °C, punkt potrójny wody leży w 0,01 °C, a wrzenie w 99,97 °C, a nie dokładnie w 100. Te ułamki stopnia to ślad tego, że punkty stałe najpierw uściślono, a potem z nich zrezygnowano.
Dlaczego u Celsjusza wrzątek był zerem
Dwa jednakowe termometry stoją obok siebie, a słupki mają zawsze tę samą wysokość. Różnią się tylko napisy. Po lewej skala z 1742 roku, gdzie sto jest przy topniejącym śniegu, po prawej współczesna. Niebieska kreska to śnieg, czerwona — wrzątek.
Zero skali Celsjusza wybrano według topnienia lodu, a nie braku ciepła. Takich liczb nie wolno dzielić. W kelwinach 20 °C to 293,15 K, a 10 °C to 283,15 K. Stosunek wynosi 1,035: cieplej zaledwie o trzy i pół procent. Za to różnica jest uczciwa: 10 °C i 10 K to to samo.
Gdzie termometr ma zero, a gdzie sto
Szklana rurka nie ma podziałki. Trzeba ją nanieść jak Celsjusz: zanurzyć termometr w topniejącym śniegu i zaznaczyć zero, potem we wrzątku i zaznaczyć sto. Ochrowe kreski to twoje znaki; między nimi przyrząd sam podzieli odstęp na dziesięć części. Po lewej szklanka ze śniegiem, po prawej garnek na palniku i barometr. Góra pośrodku pokazuje wysokość miejsca: im wyżej, tym niższe ciśnienie i tym wcześniej woda wrze. Zaznacz sto na Evereście i zobacz, ile twój termometr pokaże w pokoju.
Zanurz termometr w topniejącym śniegu i poczekaj, aż słupek się zatrzyma. To miejsce będzie zerem.
02 · Przeliczanie
| Jednostka | Wartość | Punkty stałe |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Przy −40 skale Celsjusza i Fahrenheita pokazują tę samą liczbę.
Delisle i Celsjusz liczyli w 1742 roku w dół: im goręcej, tym mniejsza liczba.
Różnica 1 °C to zawsze 1 K i 1,8 °F.
03 · Rzędy wielkości
04 · Przyrządy pomiarowe
05 · Zasady zapisu
06 · Jednostki sąsiednie
07 · Dział historyczny
Celsjusz sprawdził rzecz najważniejszą: śnieg topnieje w tej samej temperaturze w Uppsali i na północy Szwecji, a punkt wrzenia zależy od ciśnienia. Zaproponował poprawkę według wysokości barometru. Dlatego sto stopni zaznaczano tylko przy normalnym ciśnieniu.
W 1954 roku punkt odniesienia przeniesiono na punkt potrójny wody: 273,16 K, czyli 0,01 °C. Od 2019 roku kelwin jest określony przez stałą Boltzmanna, k = 1,380 649·10⁻²³ J/K. Woda niczego już nie wyznacza, a związek 0 °C = 273,15 K pozostał dokładny z definicji.
Katalog wielkości
cały indeks →Siedem jednostek podstawowych SI
Kropla kwasu zmienia kolor soku, sól barwi płomień, woda zamarza od stuknięcia. Pod nimi wszystkie karty Simetrium według dziedzin i alfabetycznie.
Otwórz indeks →