Nyuzi Selsiasi
Kipimo kitokanacho cha SI · kiasi: halijoto
01 · Ufafanuzi
Nyuzi Selsiasi ni sawa na kelvini: hatua ni ile ile, sifuri ndiyo imehamishwa. Tofauti ya halijoto katika vipimo vyote viwili hutoa namba ile ile, lakini halijoto zenyewe hutofautiana kwa 273.15 kamili.
Kihistoria kipimo hiki kilipangwa na nukta mbili thabiti: kuyeyuka kwa barafu na kuchemka kwa maji. Ile ya chini inasimama imara — shinikizo huihamisha kwa sehemu za elfu za nyuzi. Ile ya juu haisimami hata kidogo: maji huchemka kwa nyuzi mia tu usawa wa bahari, na milimani mapema kwa dhahiri. Ndiyo maana ufafanuzi wa leo uliacha kuchemka na kuiachia Selsiasi nanga moja tu: hufafanuliwa kwa kelvini, na kelvini tangu 2019 kwa thabiti ya Boltzmann.
Kupasha joto kutoka nyuzi ishirini hadi thelathini Selsiasi ni kelvini kumi zile zile, na katika uhandisi wa joto tofauti huandikwa kwa kelvini bila kujali halijoto zenyewe zimetolewa kwa kipimo kipi. Tofauti hujitokeza pale tu ambapo halijoto huingia katika fomula yenyewe, si kama tofauti: katika sheria ya gesi kamilifu, katika mnururisho wa mwili mweusi, katika ufanisi wa mzunguko wa Carnot. Kuweka nyuzi Selsiasi hapo ni kosa la kawaida linalotoa jibu lisilo na maana, kwa sababu sheria zote hizo huhesabu kutoka sifuri kamili.
02 · Kubadilisha
Weka halijoto, nayo karatasi itaitandaza kwenye vipimo vyote
Halijoto haibadilishwi kwa kizidishi tu, bali kwa kizidishi pamoja na uhamisho: kila kipimo kina sifuri yake na ukubwa wake wa nyuzi. Ndiyo maana sifuri haiendi kwenye sifuri katika jozi yoyote — isipokuwa kelvini na Rankine.
Vipimo vya Selsiasi na Fahrenheit hukatana katika nukta moja tu: hasi arobaini humaanisha kitu kile kile katika vyote viwili. Hii hutokana na kwamba nyuzi ya Fahrenheit ni sehemu tano kati ya tisa za nyuzi ya Selsiasi, huku sifuri za vipimo zikitenganishwa na mistari thelathini na miwili. Jozi ya kelvini na Rankine imejengwa kwa namna nyingine: zinashiriki sifuri na hutofautiana kwa ukubwa wa nyuzi, hivyo uwiano wao ni thabiti na sawa na moja nukta nane.
| Kipimo | Jina | Thamani | Inapopatikana |
|---|---|---|---|
| K | kelvini, kipimo cha msingi cha SI | 273.15 | fizikia, astronomia, halijoto ya rangi |
| °C | nyuzi Selsiasi | 0 | hali ya hewa, tiba, ufundi |
| °F | nyuzi Fahrenheit | 32 | Marekani, Bahama, Belize, Visiwa vya Cayman |
| °Ra | nyuzi Rankine | 491.67 | uhandisi wa joto nchini Marekani |
| °Ré | nyuzi Réaumur | 0 | Urusi na Ufaransa wa karne ya 19, utengenezaji jibini |
| °De | nyuzi Delisle | 150 | Urusi ya karne ya 18, kipimo kinyume |
| °N | nyuzi Newton | 0 | jaribio la kwanza la kipimo, 1701 |
| K | kelvini | 273.15 | nukta ya kurejea kwa kulinganisha |
Kelvini na Selsiasi hutofautiana kwa uhamisho tu, Fahrenheit pia kwa ukubwa wa nyuzi. Katika fomula ambapo halijoto huingia yenyewe na si kama tofauti, kipimo kamili pekee ndicho kinachofaa
03 · Madaraja ya ukubwa
kutoka nanokelvini hadi kiini cha nyotaKuyeyuka kwa barafu, 0 °C
04 · Vifaa vya kupima
Nyuzi Selsiasi hupimwa kwa kitu gani
Nguzo ya kileo au ya galinstani hupanda pamoja na halijoto: kipimo huchorwa kwa nukta mbili thabiti na nafasi ya katikati hugawanywa sawa. Zebaki iliondolewa kwenye vifaa vya nyumbani na Mkataba wa Minamata, lakini ni vipimajoto vya zebaki ndivyo vilivyoamua kwa karne mbili kitu gani kihesabiwe kuwa nyuzi moja.
Ukinzani wa platini safi hupanda pamoja na halijoto kwa namna inayotabirika na kurudiwa, ndiyo maana kipimajoto hiki hasa hutumika kama kipimo cha kawaida katika eneo la hidrojeni hadi fedha. Pt100 ya viwandani hutoa ohm mia sawasawa katika nyuzi sifuri.
Kiungo cha nyaya mbili tofauti huzaa volteji ya milivolti, ambayo hutegemea tofauti ya halijoto kati ya kiungo na kifaa. Ni rahisi, ndogo na hustahimili nyuzi elfu moja na mia tano, ndiyo maana hupatikana katika tanuu, tabaini na oveni.
Husoma halijoto kutoka mnururisho wa infraredi wa kitu chenyewe bila kukigusa. Usomaji hutegemea uwezo wa uso kutoa mnururisho: metali inayong'aa hupimwa chini kuliko ilivyo, na hiyo ndiyo chanzo kikuu cha makosa katika kupima joto bila kugusa.
05 · Kanuni za kuandika
Nafasi kabla ya alama, na kamwe si «C°»
°C ni alama mchanganyiko: alama ya nyuzi hukaa ikigusa herufi kubwa ya Kilatini C, huku kati ya namba na alama pakiwekwa nafasi isiyokatika, kama ilivyo kwa kipimo kingine chochote. Kelvini huandikwa bila alama ya nyuzi kabisa — iliondolewa kwake mwaka 1967.
Alama ya nyuzi ni herufi yake yenyewe, U+00B0, si sifuri ya juu wala herufi «o». Unicode ina pia muunganiko tayari ℃ (U+2103), lakini viwango vinashauri kuandika herufi mbili: muunganiko husafiri vibaya kati ya fonti na huharibu utafutaji katika maandishi. Thamani hasi huandikwa kwa alama ya kutoa U+2212, si kwa kistari.
06 · Vipimo jirani
Kelvini ndiye mkubwa katika familia: kipimo cha msingi cha SI ambacho Selsiasi hutofautiana nacho kwa mahali pa sifuri tu. Fahrenheit huishi maisha yake katika nchi tatu; Rankine ni kipimo kamili chenye nyuzi ya Fahrenheit.
nyuzi ile ile, sifuri hatua moja chini
halijoto ya kila siku
Marekani, Bahama, Belize
Miongoni mwa karatasi za Simetrium karibu na nyuzi Selsiasi zipo kelvini kama kipimo cha msingi cha halijoto, nyuzi Fahrenheit na nyuzi Rankine — jozi ya Kiingereza-Kimarekani, na pia juli, ambacho kupitia kwake halijoto huunganishwa na nishati ya mwendo wa chembe.
07 · Sehemu ya kihistoria
Kipimo kilichogeuzwa baada ya kifo cha mvumbuzi
Anders Celsius aliweka sifuri kwenye kuchemka kwa maji na mia kwenye kuyeyuka kwa barafu: kadiri baridi inavyoongezeka, ndivyo namba inavyokuwa kubwa. Mantiki ilikuwa ya hali ya hewa — huko Uppsala kwa njia hiyo thamani hasi hazikutokea karibu kamwe.
Mwaka mmoja baada ya kifo cha Celsius kipimo kiligeuzwa hadi umbo tunalolijua. Sifa hupewa Linné, aliyeagiza kipimajoto kwa bustani yake ya vioo, na Mårten Strömer, mrithi wa Celsius katika kituo cha kutazama nyota; hakuna ushahidi wa uhakika kwa yeyote kati yao.
Hadi mwaka 1948 kipimo hiki kiliitwa cha nyuzi mia, centigrade, lakini kwa Kifaransa na Kihispania neno hilo lilimaanisha sehemu moja ya mia ya pembe iliyo sawa. Mkutano Mkuu ulifunga utata huo kwa kukipa kipimo jina la mvumbuzi wake.
Kwanza kipimo kilifafanuliwa upya kwa nukta tatu ya maji, kisha ITS-90 ilipanga nukta thabiti za vitendo kutoka hidrojeni hadi shaba, na mwaka 2019 kelvini ilifungwa kwenye thabiti ya Boltzmann. Kuchemka kwa maji kuliacha kuwa ufafanuzi na kukawa jambo la kawaida tu.
Sifuri ya kipimo si kiwango cha kuyeyuka
Baada ya kufafanuliwa upya kwa kelvini, nyuzi sifuri Selsiasi si tena kiwango cha kuyeyuka kwa barafu kwa mujibu wa ufafanuzi — sasa ni 273.15 K tu. Katika shinikizo la kawaida barafu huyeyuka takriban sehemu moja ya elfu kumi ya nyuzi chini zaidi, na tofauti hiyo si kosa la kupima bali matokeo ya kutenganisha ufafanuzi na dutu fulani. Maji ya chumba cha nukta tatu lazima yawe na muundo wa isotopu kama wa maji ya bahari: isotopu nzito za hidrojeni na oksijeni huhamisha nukta hiyo kwa robo ya milikelvini, na kiwango huelekeza muundo huo kando. Tangu 2019 hata hilo halikubaki: kelvini imetolewa kwa thamani ya kihesabu ya thabiti ya Boltzmann, na vyumba vya nukta tatu vimehama kutoka ufafanuzi hadi safu ya vipimo vya kazi, sambamba na nukta za kuganda za galiamu, indiamu na fedha.
Orodha · vipimo
Karatasi kwa kila kipimo
Vipimo saba vya msingi vya SI, vipimo ishirini na viwili vitokanavyo vyenye majina yake, na vipimo vya nje ya mfumo ambavyo bila hivyo ufundi wala maisha ya kila siku havipiti. Kila kimoja kina ukurasa wake: ufafanuzi, kubadilisha, vifaa, kanuni za kuandika. Katika lugha 36.
Vipimo vitokanavyo vya SI vyenye jina lake
karatasi ya nyuzi Selsiasi imefunguliwaVipimo vya msingi vya SI
kwa rangi ya udongo — kelvini, ambayo Selsiasi hupatikana kutoka kwake kwa uhamishoVipimo vya halijoto vilivyoacha kutumika
Lugha ya karatasi
Lugha 36. Alama °C ni ya kimataifa, lakini kipimo cha kawaida cha kila siku si hivyo: katika tafsiri za Marekani na Belize karatasi hufunguliwa kwa kubadilisha kuwa Fahrenheit.