Градус Цельсия
В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий описал термометр с двумя постоянными точками. Вода у него кипела при нуле, а снег таял при ста. Чем теплее, тем меньше было число.
Через три года Карл Линней заказал для оранжереи в Уппсале термометр с обратной шкалой. Она и прижилась. Цельсий заметил ещё одну вещь: снег тает при одной и той же температуре везде, а вода кипит по-разному в зависимости от давления. Сегодня градус Цельсия задан через кельвин, и 0 °C — это ровно 273,15 K.
| Обозначение | °C |
| Определение | t = T − 273,15 K, размер градуса равен кельвину |
| Точки воды | таяние льда 0,00 °C · тройная точка 0,01 °C · кипение 99,97 °C при 101,325 kPa |
| Введена | 1742, Уппсала · название «градус Цельсия» — CGPM 1948 |
| Стандарты | ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. · ITS-90 |
| Типичные значения | −89,2 °C — рекорд холода, Антарктида · 37 °C — тело · 1538 °C — плавится железо |
01 · Определение
Тот же кельвин, только ноль на другом месте
Температура Цельсия t — это термодинамическая температура T, сдвинутая на 273,15 K. Размер градуса Цельсия равен кельвину. Поэтому разность температур в обеих единицах записывается одним и тем же числом.
Вода больше не задаёт шкалу. Лёд при нормальном давлении тает при 0,00 °C, тройная точка воды лежит на 0,01 °C, а кипение — на 99,97 °C, а не ровно на 100. Эти доли градуса — след того, что опорные точки сначала уточнили, а потом от них отказались.
Почему у Цельсия кипяток был нулём
Два одинаковых термометра стоят рядом, и столбики у них всегда на одной высоте. Различаются только надписи. Слева шкала 1742 года, где сто — у тающего снега, справа современная. Синяя риска — снег, красная — кипяток.
Ноль шкалы Цельсия выбран по таянию льда, а не по отсутствию тепла. Делить такие числа нельзя. В кельвинах 20 °C — это 293,15 K, а 10 °C — 283,15 K. Отношение равно 1,035: теплее всего на три с половиной процента. Зато разность честная: 10 °C и 10 K — одно и то же.
Где у термометра ноль, а где сто
На стеклянной трубке нет делений. Их надо нанести, как Цельсий: опустить термометр в тающий снег и отметить нуль, потом в кипяток и отметить сто. Охристые риски — ваши отметки, между ними прибор сам разделит промежуток на десять частей. Слева стакан со снегом, справа кастрюля на горелке и барометр. Гора посередине показывает высоту места: чем выше, тем ниже давление и тем раньше закипает вода. Отметьте сто на Эвересте и посмотрите, сколько ваш термометр покажет в комнате.
Опустите термометр в тающий снег и подождите, пока столбик остановится. Это место и будет нулём.
02 · Пересчёт
| Единица | Значение | Опорные точки |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
При −40 шкалы Цельсия и Фаренгейта показывают одно и то же число.
Делиль и Цельсий в 1742 году считали вниз: чем горячее, тем меньше число.
Разность в 1 °C всегда равна 1 K и 1,8 °F.
03 · Порядки величин
04 · Приборы измерения
05 · Правила записи
06 · Соседние единицы
07 · Исторический раздел
Цельсий проверил главное: снег тает при одной температуре и в Уппсале, и на севере Швеции, а точка кипения зависит от давления. Он предложил поправку по высоте барометра. Поэтому сто градусов отмечали только при нормальном давлении.
В 1954 году опору перенесли на тройную точку воды: 273,16 K, то есть 0,01 °C. С 2019 года кельвин задан через постоянную Больцмана, k = 1,380 649·10⁻²³ J/K. Вода больше ничего не определяет, а связь 0 °C = 273,15 K осталась точной по определению.
Каталог величин
весь указатель →Семь основных единиц СИ
Капля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.
Открыть указатель →