องศาเซลเซียส
หน่วยอนุพัทธ์ SI · ปริมาณ: อุณหภูมิ
01 · นิยาม
องศาเซลเซียสเท่ากับเคลวิน ช่วงก้าวเท่ากัน ต่างกันแค่ตำแหน่งศูนย์ ผลต่างของอุณหภูมิในทั้งสองมาตราให้ตัวเลขเดียวกัน ส่วนอุณหภูมิเองต่างกันพอดี 273.15
ในอดีตมาตรานี้ถูกกำหนดด้วยจุดตรึงสองจุด คือการหลอมเหลวของน้ำแข็งและการเดือดของน้ำ จุดล่างยืนหยัดมั่นคง ความดันเลื่อนมันไปเพียงหนึ่งในพันขององศา ส่วนจุดบนไม่ยืนหยัดเลย น้ำเดือดที่หนึ่งร้อยองศาเฉพาะที่ระดับน้ำทะเล บนภูเขานั้นเดือดเร็วกว่าอย่างเห็นได้ชัด ด้วยเหตุนี้เองนิยามสมัยใหม่จึงละทิ้งการเดือด และเหลือที่ยึดให้เซลเซียสเพียงหนึ่งเดียว คือกำหนดด้วยเคลวิน ส่วนเคลวินตั้งแต่ปี 2019 กำหนดด้วยค่าคงตัวโบลต์ซมันน์
การให้ความร้อนจากยี่สิบไปสามสิบองศาเซลเซียสคือสิบเคลวินเดียวกันนั้น และในวิศวกรรมความร้อนผลต่างเขียนเป็นเคลวินเสมอ ไม่ว่าอุณหภูมิเองจะให้มาในมาตราใด ความแตกต่างปรากฏเฉพาะตรงที่อุณหภูมิเข้าสู่สูตรโดยลำพัง ไม่ใช่ในรูปผลต่าง ได้แก่กฎแก๊สอุดมคติ การแผ่รังสีของวัตถุดำ และประสิทธิภาพของวัฏจักรคาร์โน การแทนค่าองศาเซลเซียสลงไปที่นั่นเป็นความผิดพลาดที่พบบ่อยและให้คำตอบไร้สาระ เพราะกฎเหล่านี้ล้วนนับจากศูนย์สัมบูรณ์
02 · การแปลงหน่วย
ใส่อุณหภูมิแล้วแผ่นข้อมูลจะกระจายค่านั้นไปทุกมาตรา
อุณหภูมิไม่ได้แปลงด้วยตัวคูณ แต่ด้วยตัวคูณพร้อมการเลื่อน แต่ละมาตรามีศูนย์ของตนและขนาดองศาของตน ด้วยเหตุนี้ศูนย์จึงไม่กลายเป็นศูนย์ในคู่ใดเลย ยกเว้นเคลวินกับแรงคิน
มาตราเซลเซียสกับฟาเรนไฮต์ตัดกันที่จุดเดียวพอดี ลบสี่สิบมีความหมายอย่างเดียวกันในทั้งสองมาตรา ที่เป็นเช่นนั้นเพราะองศาฟาเรนไฮต์เท่ากับห้าในเก้าขององศาเซลเซียส ขณะที่ศูนย์ของทั้งสองมาตราห่างกันสามสิบสองช่อง คู่เคลวินกับแรงคินสร้างขึ้นต่างออกไป คือใช้ศูนย์ร่วมกันแต่ขนาดองศาต่างกัน อัตราส่วนของทั้งคู่จึงคงที่และเท่ากับหนึ่งจุดแปด
| มาตรา | ชื่อ | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|---|
| K | เคลวิน หน่วยฐานของ SI | 273.15 | ฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ อุณหภูมิสี |
| °C | องศาเซลเซียส | 0 | อากาศ การแพทย์ งานช่าง |
| °F | องศาฟาเรนไฮต์ | 32 | สหรัฐฯ บาฮามาส เบลีซ หมู่เกาะเคย์แมน |
| °Ra | องศาแรงคิน | 491.67 | วิศวกรรมความร้อนในสหรัฐฯ |
| °Ré | องศาเรโอมูร์ | 0 | รัสเซียและฝรั่งเศสศตวรรษที่ 19 การทำชีส |
| °De | องศาเดอลีล | 150 | รัสเซียศตวรรษที่ 18 มาตรากลับด้าน |
| °N | องศานิวตัน | 0 | ความพยายามแรกในการทำมาตรา 1701 |
| K | เคลวิน | 273.15 | จุดอ้างอิงสำหรับเปรียบเทียบ |
เคลวินกับเซลเซียสต่างกันเพียงการเลื่อน ส่วนฟาเรนไฮต์ต่างที่ขนาดองศาด้วย ในสูตรที่อุณหภูมิปรากฏโดยลำพังไม่ใช่ในรูปผลต่าง ใช้ได้เฉพาะมาตราสัมบูรณ์เท่านั้น
03 · อันดับของขนาด
จากนาโนเคลวินถึงแก่นดาวฤกษ์การหลอมเหลวของน้ำแข็ง, 0 °C
04 · เครื่องมือวัด
องศาเซลเซียสวัดด้วยอะไร
ลำแอลกอฮอล์หรือแกลลินสแตนสูงขึ้นตามอุณหภูมิ มาตราถูกขีดตามจุดตรึงสองจุดแล้วแบ่งช่วงเท่า ๆ กัน ปรอทถูกขับออกจากเครื่องใช้ในบ้านด้วยอนุสัญญามินามาตะ แต่เทอร์มอมิเตอร์ปรอทนี่เองที่กำหนดมาสองศตวรรษว่าอะไรนับเป็นหนึ่งองศา
ความต้านทานของแพลทินัมบริสุทธิ์เพิ่มตามอุณหภูมิอย่างคาดเดาได้และทำซ้ำได้ ด้วยเหตุนี้เทอร์มอมิเตอร์ชนิดนี้เองจึงทำหน้าที่เป็นมาตรฐานในช่วงตั้งแต่ไฮโดรเจนถึงเงิน Pt100 สำหรับอุตสาหกรรมให้ค่าหนึ่งร้อยโอห์มพอดีที่ศูนย์องศา
รอยต่อของลวดสองชนิดให้กำเนิดแรงดันระดับมิลลิโวลต์ ซึ่งขึ้นกับผลต่างอุณหภูมิของรอยต่อกับตัวเครื่อง มันราคาถูก เล็ก และทนได้ถึงหนึ่งพันห้าร้อยองศา จึงอยู่ในเตาเผา กังหัน และเตาอบ
อ่านอุณหภูมิจากรังสีอินฟราเรดของวัตถุเองโดยไม่ต้องสัมผัส ค่าที่อ่านได้ขึ้นกับสภาพเปล่งรังสีของพื้นผิว โลหะเป็นเงาจะถูกวัดต่ำกว่าความจริง และนี่คือแหล่งความคลาดเคลื่อนหลักของการวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส
05 · กฎการเขียน
เว้นวรรคก่อนสัญลักษณ์ และห้ามเขียน «C°»
°C เป็นสัญลักษณ์ประกอบ เครื่องหมายองศาชิดกับตัว C ใหญ่แบบละติน ส่วนระหว่างตัวเลขกับสัญลักษณ์ให้ใส่ช่องว่างที่ไม่ตัดบรรทัดเหมือนหน่วยอื่น ๆ เคลวินเขียนโดยไม่มีเครื่องหมายองศาเลย เพราะถูกริบไปเมื่อปี 1967
เครื่องหมายองศาเป็นอักขระของตัวเอง U+00B0 ไม่ใช่เลขศูนย์ยกและไม่ใช่ตัวอักษร «o» ยูนิโคดมีอักษรควบสำเร็จรูป ℃ (U+2103) ด้วย แต่มาตรฐานแนะนำให้พิมพ์สองอักขระ เพราะอักษรควบเดินทางข้ามฟอนต์ได้ไม่ดีและทำให้การค้นหาในข้อความเสีย ค่าติดลบเขียนด้วยเครื่องหมายลบ U+2212 ไม่ใช่ยัติภังค์
06 · หน่วยข้างเคียง
เคลวินเป็นพี่ใหญ่ของตระกูล เป็นหน่วยฐานของ SI ที่เซลเซียสต่างไปเพียงตำแหน่งของศูนย์ ฟาเรนไฮต์ใช้ชีวิตของตนเองในสามประเทศ ส่วนแรงคินเป็นมาตราสัมบูรณ์ที่ใช้องศาฟาเรนไฮต์
องศาเดียวกัน ศูนย์ต่ำลงหนึ่งชั้น
อุณหภูมิในชีวิตประจำวัน
สหรัฐฯ บาฮามาส เบลีซ
ใน แผ่นข้อมูลของ Simetrium สิ่งที่อยู่ติดกับองศาเซลเซียสคือ เคลวิน ในฐานะหน่วยฐานของอุณหภูมิ องศาฟาเรนไฮต์ และ องศาแรงคิน — คู่แองโกล-อเมริกัน และยังมี จูล ซึ่งเป็นทางที่อุณหภูมิเชื่อมกับพลังงานการเคลื่อนที่ของอนุภาค
07 · ภาคประวัติ
มาตราที่ถูกกลับหัวหลังผู้คิดค้นเสียชีวิต
อันเดอร์ส เซลเซียสวางศูนย์ไว้ที่การเดือดของน้ำ และหนึ่งร้อยไว้ที่การหลอมเหลวของน้ำแข็ง ยิ่งหนาวตัวเลขยิ่งมาก เหตุผลเป็นเรื่องอุตุนิยมวิทยา เพราะที่อุปซอลาแทบไม่เกิดค่าติดลบเลยด้วยวิธีนี้
หนึ่งปีหลังเซลเซียสเสียชีวิต มาตราถูกกลับให้เป็นรูปที่เราคุ้นเคย ผลงานนี้ถูกยกให้ทั้งลินเนียสผู้สั่งทำเทอร์มอมิเตอร์สำหรับเรือนกระจก และมอร์เทน สเตรอเมอร์ ผู้สืบตำแหน่งของเซลเซียสที่หอดูดาว ไม่มีหลักฐานแน่ชัดสนับสนุนฝ่ายใดฝ่ายหนึ่ง
ก่อนปี 1948 มาตรานี้ถูกเรียกว่าร้อยองศา centigrade แต่ในภาษาฝรั่งเศสและสเปนคำนี้หมายถึงหนึ่งในร้อยของมุมฉาก การประชุมใหญ่จึงปิดความกำกวมด้วยการตั้งชื่อมาตราตามผู้คิดค้น
ตอนแรกมาตราถูกนิยามใหม่ด้วยจุดสามสถานะของน้ำ จากนั้น ITS-90 ไล่เรียงจุดตรึงเชิงปฏิบัติ ตั้งแต่ไฮโดรเจนถึงทองแดง และในปี 2019 เคลวินถูกตรึงไว้กับค่าคงตัวโบลต์ซมันน์ การเดือดของน้ำจึงเลิกเป็นนิยาม และกลายเป็นเพียงข้อเท็จจริง
ศูนย์ของมาตราไม่ใช่จุดหลอมเหลว
หลังการนิยามใหม่ผ่านเคลวิน ศูนย์องศาเซลเซียสไม่ใช่จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งตามนิยามอีกต่อไป บัดนี้มันคือ 273.15 K เท่านั้น ที่ความดันปกติน้ำแข็งหลอมเหลวต่ำลงราวหนึ่งในหมื่นขององศา และผลต่างนี้ไม่ใช่ความคลาดเคลื่อนของการวัด แต่เป็นผลจากการปลดนิยามออกจากสสาร น้ำในเซลล์จุดสามสถานะต้องมีองค์ประกอบไอโซโทปแบบน้ำทะเล ไอโซโทปหนักของไฮโดรเจนและออกซิเจนเลื่อนจุดนั้นไปหนึ่งในสี่ของมิลลิเคลวิน มาตรฐานจึงกำหนดองค์ประกอบไว้ต่างหาก ตั้งแต่ปี 2019 แม้แต่สิ่งนี้ก็ไม่เหลือ เคลวินถูกกำหนดด้วยค่าตัวเลขของค่าคงตัวโบลต์ซมันน์ และเซลล์จุดสามสถานะย้ายจากนิยามไปอยู่ในชั้นของมาตรฐานใช้งาน เคียงข้างจุดแข็งตัวของแกลเลียม อินเดียม และเงิน
สารบัญ · หน่วยวัด
แผ่นข้อมูลสำหรับทุกปริมาณ
หน่วยฐานเอสไอเจ็ดหน่วย หน่วยอนุพัทธ์ที่มีชื่อเฉพาะยี่สิบสองหน่วย และหน่วยนอกระบบที่ทั้งงานช่างและชีวิตประจำวันขาดไม่ได้ แต่ละหน่วยมีแผ่นของตน คือ นิยาม การแปลงหน่วย เครื่องมือ และกฎการเขียน ใน 31 ภาษา
หน่วยอนุพัทธ์เอสไอที่มีชื่อเฉพาะ
เปิดแผ่นข้อมูลขององศาเซลเซียสอยู่หน่วยฐานเอสไอ
สีดินเผาคือเคลวิน ซึ่งเซลเซียสได้มาจากการเลื่อนมาตราอุณหภูมิที่เลิกใช้แล้ว
ภาษาของแผ่นข้อมูล
31 ภาษา สัญลักษณ์ °C เป็นสากล แต่มาตราที่คุ้นเคยในชีวิตประจำวันไม่ใช่ ในคำแปลสำหรับสหรัฐฯ และเบลีซ แผ่นข้อมูลเปิดด้วยการแปลงเป็นฟาเรนไฮต์