Celsius -Celsius

grader celsius
Pakkanen.jpg
Et termometer kalibrert i grader Celsius
Generell informasjon
Enhetssystem SI-avledet enhet
Enhet av Temperatur
Symbol °C
Oppkalt etter Anders Celsius
Konverteringer
x  °C i ... ... er lik ...
   SI baseenheter    x + 273,15  K
   Imperiale / amerikanske enheter     9/5x + 32  °F

Graden Celsius er en enhet for temperatur på Celsius-skalaen , en temperaturskala opprinnelig kjent som Celsius-skalaen . Graden Celsius (symbol: °C ) kan referere til en spesifikk temperatur på Celsius-skalaen eller en enhet for å indikere en forskjell eller et område mellom to temperaturer. Den er oppkalt etter den svenske astronomen Anders Celsius (1701–1744), som utviklet en lignende temperaturskala i 1742. Før den ble omdøpt til å hedre Anders Celsius i 1948, ble enheten kalt celsius , fra latin centum , som betyr 100, og gradus, som betyr trinn. De fleste store land bruker denne skalaen; den andre store skalaen, Fahrenheit , brukes fortsatt i USA, noen øyterritorier og Liberia . Kelvin-skalaen er nyttig i vitenskapene, med 0 K (-273,15 °C) som representerer absolutt null .

Siden 1743 har Celsius-skalaen vært basert på 0 °C for frysepunktet til vann og 100 °C for kokepunktet for vann ved 1  atm trykk. Før 1743 var verdiene reversert (dvs. kokepunktet var 0 grader og frysepunktet var 100 grader). Skalaendringen fra 1743 ble foreslått av Jean-Pierre Christin .

Etter internasjonal avtale ble enhetsgraden Celsius og Celsius-skalaen mellom 1954 og 2019 definert av absolutt null og trippelpunktet for vann. Etter 2007 ble det avklart at denne definisjonen refererte til Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW), en nøyaktig definert vannstandard. Denne definisjonen relaterte også nøyaktig Celsius-skalaen til Kelvin - skalaen, som definerer SI-basisenheten for termodynamisk temperatur med symbolet K. Absolutt null, den laveste mulige temperaturen, er definert som nøyaktig 0 K og -273,15 °C. Frem til 19. mai 2019 var temperaturen på trippelpunktet for vann definert til nøyaktig 273,16 K (0,01 °C). Dette betyr at en temperaturforskjell på én grad celsius og den på én kelvin er nøyaktig det samme.

20. mai 2019 ble kelvinen omdefinert slik at verdien nå bestemmes av definisjonen av Boltzmann-konstanten i stedet for å være definert av trippelpunktet til VSMOW. Dette betyr at trippelpunktet nå er en målt verdi, ikke en definert verdi. Den nylig definerte eksakte verdien av Boltzmann-konstanten ble valgt slik at den målte verdien av VSMOW-trippelpunktet er nøyaktig den samme som den eldre definerte verdien til innenfor grensene for nøyaktigheten til moderne metrologi . Graden Celsius forblir nøyaktig lik kelvin, og 0 K forblir nøyaktig −273,15 °C.

Historie

En illustrasjon av Anders Celsius sitt originale termometer. Legg merke til den omvendte skalaen, der 100 er frysepunktet for vann og 0 er kokepunktet.

I 1742 skapte den svenske astronomen Anders Celsius (1701–1744) en temperaturskala som var motsatt av skalaen nå kjent som "Celsius": 0 representerte kokepunktet til vann, mens 100 representerte frysepunktet til vann. I sin artikkel Observasjoner av to vedvarende grader på et termometer fortalte han om eksperimentene sine som viser at isens smeltepunkt i hovedsak er upåvirket av trykk. Han bestemte også med bemerkelsesverdig presisjon hvordan kokepunktet til vannet varierte som en funksjon av atmosfærisk trykk. Han foreslo at nullpunktet på temperaturskalaen hans, som er kokepunktet, ville bli kalibrert ved gjennomsnittlig barometertrykk ved gjennomsnittlig havnivå. Dette trykket er kjent som en standard atmosfære . BIPMs 10. generalkonferanse om vekter og mål (CGPM) i 1954 definerte én standard atmosfære til nøyaktig 1 013 250 dyn per kvadratcentimeter (101,325  kPa ).

I 1743 snudde Lyonnais - fysikeren Jean-Pierre Christin , permanent sekretær ved Academy of Lyon , Celsius-skalaen slik at 0 representerte frysepunktet til vann og 100 representerte vannkokepunktet. Noen krediterer Christin for uavhengig å ha oppfunnet baksiden av Celsius' originale skala, mens andre mener Christin bare snudde Celsius' skala. Den 19. mai 1743 publiserte han utformingen av et kvikksølvtermometer , "Thermometer of Lyon" bygget av håndverkeren Pierre Casati som brukte denne skalaen.

I 1744, samtidig med Anders Celsius død, snudde den svenske botanikeren Carl Linnaeus (1707–1778) Celsius skala. Hans skreddersydde "linnaeus-termometer", for bruk i drivhusene hans, ble laget av Daniel Ekström, Sveriges ledende produsent av vitenskapelige instrumenter på den tiden, hvis verksted lå i kjelleren på Stockholms observatorium. Som ofte skjedde i denne tidsalderen før moderne kommunikasjon, får mange fysikere, forskere og instrumentprodusenter æren for å ha utviklet den samme skalaen uavhengig av hverandre; blant dem var Pehr Elvius, sekretæren ved Det Kongelige Svenske Vitenskapsakademi (som hadde et instrumentverksted) og som Linné hadde korrespondert med; Daniel Ekström , instrumentmakeren; og Mårten Strömer (1707–1770) som hadde studert astronomi under Anders Celsius.

Det første kjente svenske dokumentet som rapporterer temperaturer i denne moderne "fremover" Celsius-skalaen er avisen Hortus Upsaliensis datert 16. desember 1745 som Linné skrev til en elev av ham, Samuel Nauclér. I den fortalte Linné om temperaturene inne i orangeriet ved Universitetet i Uppsala botaniske hage :

...  siden caldarium (den varme delen av drivhuset) ved vinkelen på vinduene, kun fra solstrålene, får en slik varme at termometeret ofte når 30 grader, selv om den ivrige gartneren vanligvis passer på å ikke la det stiger til mer enn 20 til 25 grader, og om vinteren ikke under 15 grader  ...

Celsius vis-à-vis Celsius

  Land som bruker Fahrenheit (°F).
  Land som bruker både Fahrenheit (°F) og Celsius (°C).
  Land som bruker Celsius (°C).

Siden 1800-tallet har vitenskapelige og termometriske miljøer over hele verden brukt uttrykket "celsius skala" og temperaturer ble ofte rapportert ganske enkelt som "grader" eller, når større spesifisitet var ønsket, som "grader celsius", med symbolet °C.

På det franske språket betyr begrepet celsius også en hundredel av en gradian , når det brukes til vinkelmåling . Begrepet centesimal grad ble senere introdusert for temperaturer, men var også problematisk, da det betyr gradian (en hundredel av en rett vinkel) på fransk og spansk. Risikoen for forveksling mellom temperatur- og vinkelmåling ble eliminert i 1948 da det 9. møtet i General Conference on Weights and Measures og Comité International des Poids et Mesures (CIPM) formelt vedtok "grader Celsius" for temperatur.

Mens "Celsius" er begrepet som vanligvis brukes i vitenskapelig arbeid, er "celsius" fortsatt i vanlig bruk i engelsktalende land, spesielt i uformelle sammenhenger.

Mens det i Australia fra 1. september 1972 kun ble gitt Celsius-målinger for temperatur i værmeldinger/varsler, var det først i februar 1985 at værvarslene utstedt av BBC gikk over fra «celsius» til «Celsius».

Vanlige temperaturer

Noen nøkkeltemperaturer som relaterer Celsius-skalaen til andre temperaturskalaer er vist i tabellen nedenfor.

Nøkkelskala relasjoner
Kelvin Celsius Fahrenheit Rankine
Absolutt null (nøyaktig) 0 K -273,15 °C −459,67 °F 0 °R
Kokepunkt for flytende nitrogen 77,4 K −195,8 °C −320,4 °F 139,3 °R
Sublimeringspunkt for tørris 195,1 K -78 °C −108,4 °F 351,2 °R
Skjæringspunktet mellom Celsius og Fahrenheit skalaer 233,15 K -40 °C −40 °F 419,67 °R
Smeltepunkt for H 2 O (renset is) 273.1499 K −0,0001 °C 31,9998 °F 491,6698 °R
Romtemperatur (NIST-standard) 293,15 K 20,0 °C 68,0 °F 527,69 °R
Normal menneskelig kroppstemperatur (gjennomsnittlig) 310,15 K 37,0 °C 98,6 °F 558,27 °R
Vannets kokepunkt ved 1 atm (101,325 kPa)
(omtrentlig: se Kokepunkt )
373.1339 K 99,9839 °C 211,971 °F 671,6410 °R

Innstilling av navn og symbol

"Grad Celsius" har vært den eneste SI-enheten hvis fulle enhetsnavn inneholder en stor bokstav siden 1967, da SI-basisenheten for temperatur ble kelvin , og erstattet termen med store bokstaver grader Kelvin . Flertallsformen er "grader Celsius".

Den generelle regelen til International Bureau of Weights and Measures (BIPM) er at den numeriske verdien alltid går foran enheten, og det brukes alltid et mellomrom for å skille enheten fra tallet, f.eks. "30,2 °C" (ikke "30,2 °C) " eller "30,2° C"). De eneste unntakene fra denne regelen er for enhetssymbolene for grad , minutt og sekund for planvinkel (henholdsvis °, ′ og ″), der det ikke er igjen mellomrom mellom tallverdien og enhetssymbolet. Andre språk, og ulike forlag, kan følge andre typografiske regler.

Unicode-tegn

Unicode gir Celsius-symbolet ved kodepunktet U+2103 GRAD CELSIUS . Dette er imidlertid et kompatibilitetstegn gitt for tur-retur-kompatibilitet med eldre kodinger. Det tillater enkelt korrekt gjengivelse for vertikalt skrevne østasiatiske skript, for eksempel kinesisk. Unicode-standarden fraråder eksplisitt bruken av dette tegnet: "Ved normal bruk er det bedre å representere grader Celsius "°C" med en sekvens på U+00B0 ° DEGREE SIGN + U+0043 C LATIN CAPITAL LETTER C , i stedet for U +2103 ℃ GRADER CELSIUS . For søk, behandle disse to sekvensene som identiske."

Temperaturer og intervaller

Graden Celsius er underlagt de samme reglene som kelvinen med hensyn til bruken av enhetsnavn og symbol. Foruten å uttrykke spesifikke temperaturer langs skalaen (f.eks. " Gallium smelter ved 29,7646 °C" og "Temperaturen ute er 23 grader Celsius"), er graden Celsius også egnet for å uttrykke temperaturintervaller : forskjeller mellom temperaturer eller deres usikkerheter (f.eks. "Utgangen fra varmeveksleren er varmere med 40 grader Celsius", og "Vår standardusikkerhet er ±3 °C"). På grunn av denne doble bruken, må man ikke stole på enhetsnavnet eller symbolet for å angi at en mengde er et temperaturintervall; det må være entydig gjennom kontekst eller eksplisitt utsagn om at mengden er et intervall. Noen ganger løses dette ved å bruke symbolet °C (uttales "grader Celsius") for en temperatur, og C° (uttales "Celsiusgrader") for et temperaturintervall, selv om denne bruken er ikke-standard. En annen måte å uttrykke det samme på er "40 °C ± 3 K" , som ofte finnes i litteraturen.

Celsius-måling følger et intervallsystem, men ikke et forholdssystem ; og den følger en relativ skala ikke en absolutt skala. For eksempel, et objekt ved 20 °C har ikke dobbelt så mye energi som når det er 10 °C; og 0 °C er ikke den laveste Celsius-verdien. Dermed er grader Celsius en nyttig intervallmåling, men har ikke egenskapene til forholdsmål som vekt eller avstand.

Sameksistens av Kelvin og Celsius skalaer

I naturfag og ingeniørfag brukes Celsius-skalaen og Kelvin-skalaen ofte i kombinasjon i nære sammenhenger, f.eks "en målt verdi var 0,01023 °C med en usikkerhet på 70 μK". Denne praksisen er tillatt fordi størrelsen på graden Celsius er lik størrelsen på kelvinen. Til tross for den offisielle påtegningen gitt i vedtak nr. 3 i resolusjon 3 av 13. CGPM, som sa at "et temperaturintervall kan også uttrykkes i grader Celsius", er praksisen med å bruke både °C og K samtidig utbredt over hele den vitenskapelige verden som bruk av SI-prefiksformer av grader Celsius (som "μ°C" eller "mikrograder Celsius") for å uttrykke et temperaturintervall har ikke blitt godt tatt i bruk.

Smelte- og kokepunkt for vann

Celsius temperaturkonverteringsformler
fra Celsius til Celsius
Fahrenheit [°F] = [°C] ×  95  + 32 [°C] = ([°F] − 32) ×  59
Kelvin [K] = [°C] + 273,15 [°C] = [K] - 273,15
Rankine [°R] = ([°C] + 273,15) ×  95 [°C] = ([°R] − 491,67) ×  59
For temperaturintervaller i stedet for spesifikke temperaturer, 1 °C = 1 K = 95  °F = 95  °R Sammenligninger mellom ulike temperaturskalaer

Smelte- og kokepunktene til vann er ikke lenger en del av definisjonen av Celsius-skalaen. I 1948 ble definisjonen endret til å bruke trippelpunktet for vann. I 2005 ble definisjonen ytterligere foredlet til å bruke vann med nøyaktig definert isotopsammensetning (VSMOW) for trippelpunktet. I 2019 ble definisjonen endret til å bruke Boltzmann-konstanten , og koblet fullstendig definisjonen av kelvin fra egenskapene til vann . Hver av disse formelle definisjonene lot de numeriske verdiene til Celsius-skalaen være identiske med den tidligere definisjonen innenfor grensene for nøyaktigheten til datidens metrologi .

Da vannets smelte- og kokepunkt sluttet å være en del av definisjonen, ble de i stedet målte mengder. Dette gjelder også for trippelpunktet.

I 1948 da den 9. generalkonferansen om vekter og mål ( CGPM ) i resolusjon 3 først vurderte å bruke trippelpunktet for vann som et definisjonspunkt, var trippelpunktet så nær ved å være 0,01 °C høyere enn vannets kjente smeltepunkt, var det enkelt definert som nøyaktig 0,01 °C. Senere målinger viste imidlertid at forskjellen mellom trippel- og smeltepunktene til VSMOW faktisk er veldig litt (<0,001 °C) større enn 0,01 °C. Dermed er det faktiske smeltepunktet for is veldig litt (mindre enn en tusendels grad) under 0 °C. Å definere vannets trippelpunkt ved 273,16 K definerte også nøyaktig størrelsen på hvert 1 °C inkrement i form av den absolutte termodynamiske temperaturskalaen (refererer til absolutt null). Nå frakoblet fra det faktiske kokepunktet for vann, er verdien "100 °C" varmere enn 0 °C – i absolutte termer – med en faktor på nøyaktig 373,15/273,15(omtrent 36,61 % termodynamisk varmere). Ved streng overholdelse av topunktsdefinisjonen for kalibrering, var kokepunktet til VSMOW under en standard trykkatmosfære faktisk 373,1339 K (99,9839 °C). Når den ble kalibrert til ITS-90 (en kalibreringsstandard som omfatter mange definisjonspunkter og ofte brukt for høypresisjonsinstrumentering), var kokepunktet til VSMOW litt lavere, omtrent 99,974 °C.

Denne kokepunktforskjellen på 16,1 millikelvin mellom Celsius-skalaens opprinnelige definisjon og den forrige (basert på absolutt null og trippelpunktet) har liten praktisk betydning i vanlige daglige applikasjoner fordi vannets kokepunkt er veldig følsomt for variasjoner i barometertrykk . For eksempel fører en høydeendring på bare 28 cm (11 tommer) til at kokepunktet endres med én millikelvin.

Se også

Notater

Referanser

Eksterne linker

Ordbokdefinisjonen av Celsius på Wiktionary