Stepen Celzijusa
Izvedena SI jedinica · veličina: temperatura
01 · Definicija
Stepen Celzijusa jednak je kelvinu: isti korak, pomerena nula. Razlika temperatura u obe skale daje isti broj, dok se same temperature razlikuju tačno za 273,15.
Istorijski su skalu određivale dve stalne tačke: topljenje leda i ključanje vode. Donja stoji čvrsto — pritisak je pomera za hiljadite delove stepena. Gornja ne stoji nimalo: voda ključa na sto stepeni samo na nivou mora, a u planinama primetno ranije. Upravo zato je savremena definicija napustila ključanje i Celzijusu ostavila jedno jedino sidro: određen je kelvinom, a kelvin od 2019. godine Bolcmanovom konstantom.
Zagrevanje sa dvadeset na trideset stepeni Celzijusa istih je deset kelvina, a u termotehnici se razlike pišu u kelvinima bez obzira na to u kojoj su skali date same temperature. Razlika se javlja samo tamo gde temperatura ulazi u formulu sama za sebe: u jednačini idealnog gasa, u zračenju crnog tela, u stepenu korisnosti Karnoovog ciklusa. Uvrstiti tamo stepene Celzijusa česta je greška koja daje besmislen odgovor, jer svi ti zakoni broje od apsolutne nule.
02 · Pretvaranje
Unesite temperaturu i list će je razastreti po svim skalama
Temperatura se ne pretvara činiocem, već činiocem s pomeranjem: svaka skala ima svoju nulu i svoju veličinu stepena. Zato ni u jednom paru nula ne prelazi u nulu — osim kod kelvina i Rankina.
Skale Celzijusa i Farenhajta seku se u tačno jednoj tački: minus četrdeset znači isto u obema. To sledi iz toga što Farenhajtov stepen iznosi pet devetina Celzijusovog, dok su nule skala razmaknute trideset dve podeoke. Par kelvin — Rankin sazdan je drugačije: dele nulu, a razlikuju se po veličini stepena, pa je njihov odnos stalan i jednak jedan zapeta osam.
| Skala | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| K | kelvin, osnovna SI jedinica | 273,15 | fizika, astronomija, temperatura boje |
| °C | stepen Celzijusa | 0 | vreme, medicina, tehnika |
| °F | stepen Farenhajta | 32 | SAD, Bahami, Belize, Kajmanska ostrva |
| °Ra | stepen Rankina | 491,67 | termotehnika u SAD |
| °Ré | stepen Reomira | 0 | Rusija i Francuska 19. veka, sirarstvo |
| °De | stepen Delila | 150 | Rusija 18. veka, skala obrnuto |
| °N | stepen Njutna | 0 | prvi pokušaj skale, 1701 |
| K | kelvin | 273,15 | referentna tačka za poređenje |
Kelvin i Celzijus razlikuju se samo po pomeranju, Farenhajt i po veličini stepena. U formulama gde temperatura stoji sama za sebe, a ne kao razlika, valja jedino apsolutna skala
03 · Redovi veličina
od nanokelvina do jezgra zvezdeTopljenje leda, 0 °C
04 · Merni instrumenti
Čime se mere stepeni Celzijusa
Stub alkohola ili galinstana raste s temperaturom: skala se nanosi po dve stalne tačke, a razmak deli podjednako. Živu je iz kućnih aparata istisnula Minamatska konvencija, ali su upravo živini termometri dva veka određivali šta se smatra stepenom.
Otpor čiste platine raste s temperaturom predvidivo i ponovljivo, pa upravo ovaj termometar služi kao etalon u opsegu od vodonika do srebra. Industrijski Pt100 na nuli stepeni daje tačno sto oma.
Spoj dve različite žice rađa napon od milivolti, koji zavisi od razlike temperatura spoja i uređaja. Jeftin je, mali i podnosi hiljadu petsto stepeni, pa stoji u pećima, turbinama i rernama.
Očitava temperaturu iz sopstvenog infracrvenog zračenja tela, ne dodirujući ga. Očitavanje zavisi od emisivnosti površine: sjajan metal se meri prenisko, i to je glavni izvor grešaka u beskontaktnoj termometriji.
05 · Pravila pisanja
Razmak pre oznake, i nikada „C°“
°C je složena oznaka: znak stepena priljubljen je uz veliko latinično C, dok se između broja i oznake stavlja nedeljivi razmak, kao kod svake druge jedinice. Kelvin se piše sasvim bez znaka stepena — oduzeli su mu ga 1967. godine.
Znak stepena poseban je znak, U+00B0, a ne nula u eksponentu niti slovo „o“. Unicode ima i gotovu ligaturu ℃ (U+2103), ali standardi preporučuju kucanje dva znaka: ligatura loše putuje između pisama i kvari pretragu po tekstu. Negativne vrednosti pišu se znakom minus U+2212, a ne crticom.
06 · Susedne jedinice
Kelvin je najstariji u porodici: osnovna SI jedinica od koje se Celzijus razlikuje samo po položaju nule. Farenhajt živi svoj život u tri zemlje; Rankin je apsolutna skala s Farenhajtovim stepenom.
isti stepen, nulom niže
svakodnevna temperatura
SAD, Bahami, Belize
Od listova Simetrijuma uz stepen Celzijusa stoje kelvin kao osnovna jedinica temperature, stepen Farenhajta i stepen Rankina — anglo-američki par, kao i džul, kroz koji se temperatura vezuje za energiju kretanja čestica.
07 · Istorijski deo
Skala koju su obrnuli posle smrti tvorca
Anders Celzijus je nulu postavio na ključanje vode, a sto na topljenje leda: što hladnije, to veći broj. Logika je bila meteorološka — u Upsali tako gotovo nikad nisu nastajale negativne vrednosti.
Godinu dana posle Celzijusove smrti skala je obrnuta u oblik koji poznajemo. Zasluga se pripisuje i Lineu, koji je naručio termometar za svoj staklenik, i Mortenu Stremeru, Celzijusovom nasledniku na opservatoriji; pouzdanih svedočanstava ni za jednog nema.
Do 1948. skala se zvala stostepena, centigrade, ali je na francuskom i španskom ta reč značila stoti deo pravog ugla. Generalna konferencija je dvosmislenost zatvorila dodelivši skali ime njenog tvorca.
Najpre je skala redefinisana preko trojne tačke vode, zatim je ITS-90 razradila praktične stalne tačke od vodonika do bakra, a 2019. je kelvin vezan za Bolcmanovu konstantu. Ključanje vode prestalo je da bude definicija i postalo prosto činjenica.
Nula skale nije tačka topljenja
Posle redefinisanja preko kelvina nula stepeni Celzijusa po definiciji više nije tačka topljenja leda — sada je to prosto 273,15 K. Pri normalnom pritisku led se topi otprilike za desethiljaditi deo stepena niže, a ta razlika nije greška merenja nego posledica odvajanja definicije od materije. Voda u ćeliji trojne tačke mora imati izotopski sastav okeanske vode: teški izotopi vodonika i kiseonika pomeraju tačku za četvrtinu milikelvina, pa standard sastav propisuje posebno. Od 2019. nije ostalo ni to: kelvin je zadat brojnom vrednošću Bolcmanove konstante, a ćelije trojne tačke prešle su iz definicije u red radnih etalona, naporedo s tačkama očvršćavanja galijuma, indijuma i srebra.
Katalog · merne jedinice
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih SI jedinica, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i vansistemske jedinice bez kojih ne prolaze ni tehnika ni svakodnevica. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.
Izvedene SI jedinice sa sopstvenim imenom
otvoren list stepena CelzijusaOsnovne SI jedinice
terakotom — kelvin, iz kojeg Celzijus nastaje pomeranjemTemperaturne skale izašle iz upotrebe
Jezik lista
36 jezika. Oznaka °C je međunarodna, ali uobičajena svakodnevna skala nije: u prevodima za SAD i Belize list se otvara pretvaranjem u Farenhajte.