Шкала цельсия

Содержание

Температура плавления и кипения воды

Точки плавления и кипения воды больше не являются частью определения шкалы Цельсия. В 1948 году определение было изменено на использование тройной точки воды. В 2005 году определение было дополнительно уточнено, чтобы использовать воду с точно определенным изотопным составом (VSMOW) для тройной точки. В 2019 году определение было изменено на использование постоянной Больцмана , полностью отделив определение кельвина от свойств воды . Каждое из этих формальных определений оставляло числовые значения шкалы Цельсия идентичными предыдущему определению в пределах точности метрологии того времени.

Когда точки плавления и кипения воды перестали быть частью определения, они вместо этого стали измеряемыми величинами. Это также верно в отношении тройной точки.

В 1948 году, когда 9-я Генеральная конференция по мерам и весам ( CGPM ) в Резолюции 3 впервые рассмотрела использование тройной точки воды в качестве определяющей точки, тройная точка была настолько близка к тому, чтобы быть на 0,01 ° C больше известной точки плавления воды, что было просто определяется как точно 0,01 ° C. Однако более поздние измерения показали, что разница между тройной точкой и точкой плавления VSMOW на самом деле очень немного (<0,001 ° C) превышает 0,01 ° C. Таким образом, фактическая температура плавления льда очень незначительно (менее одной тысячной градуса) ниже 0 ° C. Кроме того, определение тройной точки воды при 273,16 К точно определило величину каждого приращения на 1 ° C с точки зрения абсолютной термодинамической шкалы температуры (относительно абсолютного нуля). Теперь, независимо от фактической точки кипения воды, значение «100 ° C» выше 0 ° C — в абсолютном выражении — точно в раз. 373,15273,15(термодинамически горячее примерно на 36,61%). При строгом соблюдении двухточечного определения для калибровки точка кипения VSMOW при давлении в одну стандартную атмосферу на самом деле составляла 373,1339 К (99,9839 ° C). При калибровке по ITS-90 (эталон калибровки, включающий множество точек определения и обычно используемый для высокоточных приборов), точка кипения VSMOW была немного меньше, около 99,974 ° C.

Эта разница в температуре кипения в 16,1 милликельвина между исходным определением шкалы Цельсия и предыдущим (на основе абсолютного нуля и тройной точки) не имеет практического значения для повседневных применений, поскольку точка кипения воды очень чувствительна к изменениям барометрического давления . Например, изменение высоты всего на 28 см (11 дюймов) вызывает изменение точки кипения на один милликельвин.

Формулы преобразования температуры по Цельсию
от Цельсия по Цельсию
Фаренгейт = ×  9 ⁄ 5  + 32 = ( — 32) ×  5 ⁄ 9
Кельвин = + 273,15 = — 273,15
Ренкин = ( + 273,15) ×  9 ⁄ 5 = ( — 491,67) ×  5 ⁄ 9
Для температурных интервалов, а не конкретных температур, 1 ° C = 1 K = 9 ⁄ 5  ° F = 9 ⁄ 5  ° R Сравнение различных температурных шкал

Температура и нулевое начало термодинамики

Я говорил в самом начале, что гиря и плюшевый медведь, находясь длительное время в комнате будут иметь примерно одинаковую температуру.

В основе этого утверждения лежит фундаментальный постулат или нулевое начало термодинамики, которое фактически дает определение температуры.

В каком бы состоянии не находились тела в изолированной термодинамической системе, со временем эта система придет в состояние теплового (термодинамического) равновесия, и все части этой системы будут иметь одинаковую температуру.

Конечно, комната не совсем изолированная термодинамическая система. Но в физике главное что? Правильно! Умение пренебрегать.

Пока тела имеют разную температуру между ними может происходить теплообмен. Горячие тела будут остывать, холодные нагреваться. Но как только температура тел сравняется, теплообмен между ними прекратится.

По этому поводу Рудольф Клаузиус в 1865 году выдвинул даже гипотезу о тепловой смерти вселенной. Согласно этой гипотезе вселенная рано или поздно должна прийти к термодинамическому равновесию и умереть.

Но вернемся к температуре. Мы разобрались что фактически температура является величиной, характеризующей способность тел или термодинамических систем вступать в тепловое взаимодействие друг с другом. Давайте теперь подумаем, как можно ее измерять, не прибегая к помощи пальца.

Что такое температура

Определение 1

Температура – это скалярная физическая величина, описывающая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы тел.

Понятие температуры также применяют в качестве физической величины, определяющей степень нагретости тела, однако лишь такой трактовки для понимания смысла термина недостаточно. Все физические понятия находятся в связи с определенными фундаментальными законами и наделяются смыслом только в соответствии с этими законами. В данном случае термин температура связан с понятием теплового равновесия и с законом макроскопической необратимости.

Как написать градус Цельсия через вставку символов

Теперь рассмотрим способы написать °C путем вставки символов. Это можно сделать в любом приложении, а также в Word, рассмотрим отдельно варианты.

Обратите внимание

Все указанные в данной статье способы актуальны для Word. Но при этом способы, которые указаны только для текстового редактора Microsoft, нельзя использовать в других программах.

Через таблицу символов

В Windows по умолчанию встроена таблица символов. Это отдельная утилита, запустив которую можно вставить практически любой известный символ в практически любое приложение.

Чтобы запустить таблицу символов, введите соответствующий запрос в поиске и выберите найденную утилиту.

Далее остается в списке символов найти значок градуса. Он расположен едва ли не в самом начале. Нажмите на него и кликните «Выбрать».

Он появится в зоне для копирования. Далее вы можете копировать его отдельно или поставить туда букву C, чтобы получить комбинацию «градус по Цельсию».

Когда комбинация будет подготовлена, нажмите «Копировать”, и теперь ее можно использовать в любом приложении путем обычной вставки текста.

Через вставку символов в Word

В Word своя библиотека символов, которая, во многом, перекликается с той, что используется в Windows. Чтобы ею воспользоваться, переключитесь сверху в раздел «Вставка», и далее кликните на пункт «Символ» и выберите там «Другие символы».

В списке символов найдите градус и нажмите «Вставить».

После этого остается написать букву C, и получится сочетание «градус по Цельсию».

Кельвин, как единица измерения:

Кельвин – единица термодинамической температуры в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ, названная в честь английского физика Уильяма Томсона (лорда Кельвина).

Кельвин имеет русское обозначение – К и международное обозначение – K.

С 1954 года до 2019 года кельвин определялся как 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина (оK).

Определение кельвина, основанное на использовании численного значения постоянной Больцмана, было принято на XXVI Генеральной конференции мер и весов (16 ноября 2018 года). Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит, что кельвин останется единицей термодинамической температуры; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X⋅10−23, когда она выражена единицей СИ м2·кг·с−2·К−1, что эквивалентно Дж·К−1.

Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Шкала была предложена в 1848 году Уильямом Томсоном. Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) в своей работе «Об абсолютной термометрической шкале» пишет о необходимости шкалы, нулевая точка которой будет соответствовать предельной степени холода (абсолютному нулю), а ценой деления будет градус Цельсия. Эта абсолютная шкала на сегодняшний день известна как термодинамическая шкала Кельвина. Значение «минус 273» было получено как обратное от 0,00366 — коэффициента расширения газа на градус Цельсия.

Третья резолюция Х Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ, 1954 г.) дала шкале Кельвина современное определение, взяв температуру тройной точки воды в качестве второй опорной точки и приняв, что её значение составляет ровно 273,16 кельвина («градуса Кельвина» в терминологии того времени, или 0,01 °C).

Температура по Цельсию (°C)

Хотя градусник Фаренгейта стал настоящим прорывом в измерении температуры, сегодня, почти во всем мире, пользуются шкалой шведского ученого Андерса Цельсия. В 1742 году он предложил свою версию термометра с двумя пороговыми точками — таяние снега и закипание воды. Для удобства вычислений он сделал между ними градацию в 100 делений.

В ежегодном издании Шведской королевской академии наук был опубликован отчет ученого «Наблюдения за двумя фиксированными точками на градуснике «. В нем Цельсий писал о своих экспериментах и приводил аргументы в пользу выбранных им точек. Два года, все зимние месяцы, он проверял, действительно ли показания термометра и тающего на улице снега совпадают.

Привычная нам шкала градусника появилась в 1750 году, уже после смерти Андерса Цельсия (1744 г). Его соотечественники, ученый астроном Мортен Штремер и известный ботаник Карл Линней, «перевернули» шкалу. Таким образом, точка кипения воды стала 100 градусов, а лед тает при ноле. В таком виде мы используем ее и сегодня, спустя 250 лет.

Применение температурных шкал

Причины использования системы Цельсия:

  • её используют почти все на планете;
  • она удобная при повседневных и научных расчётах;
  • отсутствие адекватных альтернатив.

Несмотря на неудобность во многих смыслах использования шкалы Фаренгейта, отказаться от её применения было тем сложнее, чем затягивался этот переход. В итоге до сих пор научные сотрудники NASA используют непопулярные системы исчисления, чтобы не было просчётов в космических разработках. Но не всё так печально, на данный момент принято обозначать сразу две системы, чтоб постепенно перевести людей на всеми принятую шкалу.

Несмотря на очевидное преимущество шкалы Цельсия, стоит отдать должное Фаренгейту. Ведь не будь этого изобретения, то не с чем было бы сравнивать, и не от чего было бы отталкиваться. Это тот самый пример, где без худа нет добра.

Сосуществование шкал Кельвина и Цельсия

В науке и технике шкала Цельсия и шкала Кельвина часто используются в тесном сочетании друг с другом, например, «измеренное значение составило 0,01023 ° C с погрешностью 70 мкК». Такая практика допустима, потому что величина градуса Цельсия равна величине кельвина. Несмотря на официальное подтверждение решения № 3 Резолюции 3 13-го CGPM, в котором говорилось, что «температурный интервал также может быть выражен в градусах Цельсия», практика одновременного использования как ° C, так и K остается широко распространенной во всем научном мире, поскольку использование форм с градус Цельсия (например, «μ ° C» или «микродградус Цельсия») для выражения температурного интервала не был принят.

Сравнение с другими весами

преобразование

Температуру в градусах Цельсия можно точно преобразовать с помощью следующего числового уравнения :

Кельвин: {Т}Kзнак равно{т}∘С.+273,15-е{\ displaystyle \ left \ {T \ right \} _ {\ mathrm {K}} = \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} +273 {,} 15}   {т}∘С.знак равно{Т}K-273,15-е{\ displaystyle \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} = \ left \ {T \ right \} _ {\ mathrm {K}} -273 {,} 15}
Степень Фаренгейта :   {т}∘Ф.знак равно{т}∘С.⋅1,8-е+32{\ Displaystyle \ влево \ {т \ вправо \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} F}} = \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} \ cdot 1 {,} 8 + 32}   {т}∘С.знак равно({т}∘Ф.-32)⋅59{\ displaystyle \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} = (\ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} F}} — 32) \ cdot {\ tfrac {5} {9}}}
Степень Ренкина : {т}∘Р.азнак равно{т}∘С.⋅1,8-е+491,67{\ Displaystyle \ влево \ {т \ вправо \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} Ra}} = \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} \ cdot 1.8 + 491 {,} 67} {т}∘С.знак равно{т}∘Р.а⋅59-273,15-е{\ Displaystyle \ влево \ {т \ вправо \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} = \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} Ra}} \ cdot {\ tfrac {5} {9}} — 273 {,} 15}

Фиксированные точки

Неподвижные точки общих температурных шкал
Кельвин ° по Цельсию ° по Фаренгейту ° Ренкин
Температура кипения воды при нормальном давлении  373,150 тыс. 100000 ° С 212000 ° F 671,670 ° Ra
« Температура человеческого тела » по Фаренгейту
308,70 5  К 35, 555  ° С 96000 ° F 555,670 ° Ra
Тройная точка воды 273,160 тыс. 0,010 ° С 32,018 ° F 491,688 ° Ra
Температура замерзания воды при нормальном давлении 273,150 тыс. 0,000 ° С 32000 ° F 491,670 ° Ra
Холодная смесь воды, льда и NH 4 Cl 255,37 2  К −17, 777  ° С 0,000 ° F 459,670 ° Ra
абсолютный ноль 0 К -273,150 ° С -459,670 ° F 0 ° Ra

Фиксированные точки, с помощью которых изначально были определены шкалы, выделяются цветом и точно преобразуются в другие шкалы. Сегодня они утратили свою роль фиксированных точек и являются лишь приблизительными. Только абсолютная нулевая точка все еще имеет точно указанные значения.

история

Шкала Цельсия восходит к шведскому астроному Андерсу Цельсию , который ввел стотную шкалу температуры в 1742 году. Как и шкала Реомюра, представленная в 1730 году , он использовал температуры замерзания и кипения воды при нормальном давлении , то есть давление воздуха 1013,25 гектопаскалей или 760  миллиметров ртутного столба , в качестве фиксированных точек . Площадь между этими фиксированными точками, измеренная ртутным термометром , разделена на 100 участков одинаковой длины, которые обозначены как градусы. Это привело к историческому названию «сточетный градусник». Однако, в отличие от современной шкалы Цельсия, Цельсий присвоил значение 0 ° C точке кипения воды и 100 ° C точке замерзания. Таким образом, значение температуры тела при нагревании уменьшалось.

Современная шкала Цельсия, в которой точке кипения воды присвоено значение 100 ° C, а точке замерзания — 0 ° C, была введена Карлом фон Линне , другом Цельсия, вскоре после его смерти в 1744 году. Инверсия шкалы Цельсия была предложена в 1743 году французским физиком Жан-Пьером Кристеном.

В 1948 году, примерно через 200 лет после введения шкалы, шкала шкалы в градусах Цельсия или сотых градусах на градусах Цельсия была официально переименована в единицы измерения температуры в градусах Цельсия на 9-й Международной конференции по мерам и весам .

В 1954 году была определена шкала Кельвина и, на ее основе, определение градусов Цельсия с использованием тройной точки (твердое / жидкое / газообразное) воды. Таким образом, точки замерзания и кипения воды утратили свою роль фиксированных точек шкалы Цельсия.

С 2019 года Кельвин и, следовательно, градус Цельсия определялись через постоянную Больцмана и, следовательно, напрямую через тепловую энергию .

«Тепловое равновесие. Температура. Шкала Цельсия»

Молекулярная физика в отличие от механики изучает системы (тела), состоящие из большого числа частиц. Эти тела могут находиться в различных состояниях, которые называются параметрами состояния. К параметрам состояния относят давление, объём, температуру. Возможно такое состояние системы, при котором параметры, характеризующие его, остаются неизменными сколь угодно долго при отсутствии внешних воздействий. Это состояние называется тепловое равновесие.  Так, объём, температура, давление жидкости в сосуде, находящейся в тепловом равновесии с воздухом в комнате, не изменяются, если для этого не будет каких-либо внешних причин.

Температура

Состояние теплового равновесия системы характеризует такой параметр, как температура. Особенностью его является то, что значение температуры во всех частях системы, находящейся в состоянии теплового равновесия, одинаково. Если опустить в стакан с горячей водой серебряную ложку (или ложку из любого другого металла), то ложка будет нагреваться, а вода — остывать. Это будет происходить до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие, при котором ложка и вода будут иметь одинаковую температуру, т.е. придут в тепловое равновесие.

Температура — это физическая величина, которая характеризует тепловое состояние тела.  Так, температура горячей воды выше, чем холодной; зимой температура воздуха на улице ниже, чем летом.

Единицей температуры является градус Цельсия (°С). Температуру измеряют термометром.

В основе устройства термометра и соответственно способа измерения температуры лежит зависимость свойств тел от температуры, в частности свойство тела расширяться при нагревании. В термометрах могут быть использованы разные тела: и жидкие (спирт, ртуть), и твёрдые (металлы) и газообразные. Их называют термометрическими телами. Термометрическое тело (жидкость или газ) помещают в трубку, снабжённую шкалой, её приводят в соприкосновение с телом, температуру которого хотят измерить.

Повышение температуры газа означает увеличение средней скорости хаотического движения его молекул. Аналогично с повышением температуры возрастает скорость перемещения молекул жидкости и возрастает амплитуда колебаний атомов твердых тел.

Шкала Цельсия. Шкала Кельвина

Существуют разные температурные шкалы. Одной из наиболее распространённых в практике шкал является шкала Цельсия. Основными точками этой шкалы служат температура таяния льда и температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). Первой точке приписали значение 0 °С, а второй — 100 °С. Расстояние между этими точками разделили на 100 равных частей и получили шкалу, называемую шкала Цельсия. За единицу температуры по этой шкале принят 1 °С.

Помимо шкалы Цельсия широко используется температурная шкала, названная абсолютной (термодинамической) шкалой температур, или шкала Кельвина. Температура любого тела не может опуститься ниже -273,15 °С. При такой температуре движение молекул полностью прекращается. За ноль по шкале Кельвина принята температура -273,15 °С. Эта температура названа абсолютным нулём температур и обозначается 0 К. Единицей температуры является один кельвин (1 К); он равен 1 градусу Цельсия. Соответственно температура таяния льда по абсолютной шкале температур — 273 К, а температура кипения воды — 373 К.

Температуру по абсолютной шкале обозначают буквой Т. Связь между температурой по абсолютной шкале (Т) и температурой по шкале Цельсия (t°) выражается формулой:

 Т = t° + 273.

определение

Температура по Цельсию превышает абсолютную температуру (термодинамическая температура) с блоком Кельвин , определенным (K) следующим образом : . Это означает, что числовые значения при использовании шкалы Цельсия или Кельвина отличаются на постоянное значение 273,15. Например, 293,15 K и 20 ° C обозначают одну и ту же температуру, а абсолютный ноль при 0 K составляет -273,15 ° C.
т{\ displaystyle t}Т{\ displaystyle T}{т}∘С.знак равно{Т}K-273,15-е{\ displaystyle \ left \ {t \ right \} _ {\ mathrm {^ {\ circ} C}} = \ left \ {T \ right \} _ {\ mathrm {K}} -273 {,} 15}

Это определение шкалы Цельсия означает, что точки плавления и кипения воды очень близки к 0 ° C и 100 ° C (при 0,002519 ° C и 99,9839 ° C (99,9743 ° C согласно ITS-90 )).

В качестве символа для температуры по Цельсию маленький t соответствует стандарту в соответствии с SI ; в качестве альтернативы ( тета ) также является обычным. Использование заглавной буквы T неверно, потому что T зарезервировано для абсолютной температуры в Кельвинах.
ϑ{\ displaystyle \ vartheta}

Шкала Кельвина (К)

Еще один термометр, которым пользовались в Центральной Европе до начала 20 века был разработан Реомюром в 1731 году. Он был французским ученым, жившим в 1683-1757 годах. В первую очередь, он изучал жизнь насекомых, но стал известным как изобретатель шкалы Реомюра. Ее особенностью было то, что точка таяния льда соответствует 0 (как по Цельсию), а точка кипения воды составляет 80 °R (100 °C). Поэтому 1 °C соответствует 0,8 °R.

Реомюр был первым, кто предложил такую шкалу. Это было в 1730 году. «Рабочей» жидкостью в его термометре был разбавленный спирт (этанол). Он показывал изменения температуры лучше, чем ртуть, потому что расширялся быстрее. Термометр имел градуированную трубку, в которой каждый градус составлял одну тысячную объема, содержащегося в сосуде, вплоть до нуля.

Градусник Реомюра, широко использовалась в Европе, в основном во Франции, Германии и России; Примерно в 1790 году французы выбрали термометр Цельсия, но в некоторых частях Европы этого не произошло до середины 19 века.

До наших дней сохранился оригинал градусника, который вы можете увидеть на фото. На нем видна четкая надпись — Рене Антуан Фершо де Реомюр и градуировка от 0 до 40. Прибор с круглой ручкой имеет длину 10,3 см и диаметр 1 см. Внутри находится стеклянный «поршень» с плоским концом внутри корпуса — он использовался для обозначения шкалы.

Что представляет собой термин «температура», как ее измерять и зачем нужен конвертер температур вы узнаете из видео.

Читайте далее:

Определения: температура по Цельсию и ее единица, градус Цельсия.

Температура по Цельсию определяются как термодинамическая температура выражена в градусах Кельвина мере 273,15  К , так что нулевая температура затвердевания в воде .

Единицей измерения температуры Цельсия является градус Цельсия (символ ° C), равный по величине кельвину по определению: чтобы выразить разницу температур , единицы кельвина и градуса Цельсия эквивалентны, а температурный интервал в градусах Цельсия или в кельвинах имеет то же самое численное значение: например, разница 37 (° С) — 25 (° С) = 12  ° С = 12  к . Но эти две температурные шкалы не эквивалентны в абсолютном: ° С = 273,15  К .

С 20 мая 2019 года кельвин как градус Цельсия был определен Международным бюро мер и весов, поэтому их значение определяется на основе постоянной Больцмана .

Градус Цельсия — это единица измерения Международной температурной шкалы 1990 года .

Примечания и ссылки

  1. ° C кодируется двумя символами Unicode U + 00B0 U + 0043 или, для совместимости с кодировками CJC , символом Unicode U + 2103
  2. (en) Национальное управление океанических и атмосферных исследований , по Национальной метеорологической службе (по состоянию на 17 августа 2011 г. )
  3. (in) (по состоянию на 17 августа 2011 г. ) .
  4. ↑ и
  5. ( Словарь Французской академии , 8- е  издание, 1932-1935 гг.)
  6. Правила Международной системы требуют, чтобы названия единиц начинались со строчной буквы (например: метр, паскаль); составное название «градус Цельсия», начинающееся с d, соответствует этому правилу.
  7. .
  8. .

Строительство единицы Кельвина и последствия

С 1954 по 2019 год , единица температуры Международной системы и ее производных единиц , определяемых международной конвенцией, основаны на термодинамической температуре от тройной точки воды, TH 2 OТ= 273,16  К  :

  • кельвин (K):
    • происхождение:  K = абсолютный ноль ,
    • значение : ТH 2 OТ273,16 (доля 1273,16термодинамическая температура тройной точки воды );
  • градус Цельсия (° C):
    • значение: идентично кельвину (т.е. разница температур имеет одинаковое значение в градусах Цельсия и в кельвинах),
    • Происхождение:  ° С = 273,15  К . Следовательно, тройная точка воды составляет точно 0,01  ° C. Температура плавления льда при атмосферном давлении составляет примерно ° C.

Таким образом, дробь 1 ⁄ 273,16 обусловлена ​​выбором тройной точки воды в качестве точки отсчета и желанием определить единицу измерения температуры, которая позволяет находить обычные температурные интервалы, связанные со старыми температурными шкалами. Хотя нынешнее официальное определение градуса Цельсия основано на кельвине, последний был установлен позже.

Исторически в качестве опорных точек для построения температурных шкал выбирались температура замерзания воды, определяющая ноль, и температура кипения, фиксированная на уровне 100. Таким образом, эти две точки определяли шкалу Цельсия , шаг которой составляет одну сотую разницы температур между эти два момента. Эту температурную шкалу долгое время путали со шкалой Цельсия.

Понятие термодинамической температуры и неявно понятие абсолютной температуры вводит понятие абсолютного нуля , делая ссылку на две точки ненужной. Достаточно одной фиксированной точки отсчета. Тройная точка воды, то есть условия, в которых сосуществуют три состояния воды (жидкое, твердое и газообразное), является точкой неизменной температуры и давления ( нулевой разброс ). Следовательно, он представляет собой фундаментальную фиксированную точку отсчета, более стабильную, чем, например, температура замерзания, которая зависит от многих параметров и может опускаться до -38  ° C для чистой переохлажденной воды .

После того, как эта контрольная точка принята, остается определить интервал в один кельвин, который фиксируется следующим образом: Кельвин — это часть 1 ⁄ 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды .

Это, в свою очередь, становится эталоном для определения градуса Цельсия. В результате этой реформы последняя понижается до статуса единицы, производной от Международной системы  : единица измерения температуры Цельсий по определению равна единице температуры Кельвин, причем любой температурный интервал имеет одинаковое числовое значение в двух единицы измерения.

Тем не менее, из — за это устройство отбора, точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении не зафиксирована на уровне 100  ° C , но при 99.9839  ° C . Тем не менее, этот выбор приводит к очень малым зазором со значением 100, он сохраняет текущие определения морозильных точек и кипения воды при атмосферном давлении: около ° C до примерно 100  ° C .

Строго говоря, только устаревшая шкала Цельсия по-прежнему присваивает точное значение 100 температуре этой точки кипения.

В году определение было уточнено путем уточнения изотопного состава воды, для которой использована тройная точка:

  • 0,000 155 76 моль 2 H на моль 1 H  ;
  • 0,000 379 9 моль 17 О на моль 16 О;
  • 0,002,005 2 моль 18 O на моль 16 O.

Этот состав является составом справочного материала Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), известного как «  Венское стандартное среднее значение океанской воды  » (VSMOW, англ. Vienna Standard Mean Ocean Water ), чем рекомендовано Международным союзом чистой и прикладной воды. Химия (ИЮПАК).

В 2018 году было решено переопределить единицы международной системы .

От 20 мая 2019 г.,После работы Международного комитета мер и весов определение кельвина коренным образом меняется. Вместо того, чтобы полагаться на изменения в состоянии воды для определения масштаба, новое определение полагается на эквивалентную энергию, заданную уравнением Больцмана .

Новое определение
Значение кельвина K определяется путем фиксации числового значения постоянной Больцмана равным 1,380 649 × 10 -23  Дж · К -1 (или с- 2  м 2  кг · К -1 ).

Кельвин, таким образом , термодинамическое изменение температуры в результате изменения в тепловой энергии из
, или единиц действия, ч в секунду .
kТ{\ displaystyle kT}1,380649×10-23J{\ displaystyle 1,380 \, 649 \ times 10 ^ {- 23} \ mathrm {J}}1,380649×10-236,62607015×10-34{\ displaystyle {\ frac {1,380 \, 649 \ times 10 ^ {- 23}} {6,626 \, 070 \, 15 \ times 10 ^ {- 34}}}}

символ

Символ единицы измерения представляет собой комбинацию символа градуса и заглавной буквы « C ». Их следует рассматривать как единое целое, и их нельзя разделять. Числовое значение находится перед ним, как это обычно бывает с единицами измерения, через пробел. Для совместимости содержит Unicode стандарт в блоке Unicode «Буквоподобные символы» в дополнение представление на виде знака ℃ ( ), но обескураживает консорциум Unicode использовать. Согласно правилам международных метрологических конвенций , градусы Цельсия могут также использоваться вместе с приставками SI . Однако этот регламент не был принят в национальном немецком стандарте Немецкого института стандартизации (DIN 1301-1, DIN 1345 ) и, следовательно, не допустим в соответствии с законодательством Германии о единицах измерения.

Сколько равен ноль градусов Цельсия по Фаренгейту

Сколько равен ноль градусов Цельсия по Фаренгейту? Как было сказано выше точка замерзания воды и таяния льда по Фаренгейту равна 320. Из этого следует 00С = 320F.

Шкала Фаренгейта необычна. Так, точка таяния льда на ней равна +32°F, в то время как точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении — +212°F.

Для многих шкала Фаренгейт является непонятной и сложной. Конечно, ведь на ней градусы указаны совсем по-другому, непривычно.

А перевод, сравнение может отнять много времени, да и не всегда он может быть точен.

По этой причине примерно в конце 60-х, 70-х годов от нее полностью отказались многие страны, и перешли на измерение температуры по шкале Цельсия.

Полезное видео

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Из того, что температура – это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F – 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Температуры и интервалы

Градус Цельсия подчиняется тем же правилам, что и кельвин, в отношении использования названия и символа единицы измерения. Таким образом, помимо выражения конкретных температур по своей шкале (например, « Галлий плавится при 29,7646 ° C» и «Температура снаружи 23 градусов по Цельсию»), градус Цельсия также подходит для выражения температурных интервалов : разницы между температурами или их неопределенности (например, «Выходная мощность теплообменника выше на 40 градусов по Цельсию» и «Наша стандартная погрешность составляет ± 3 ° C»). Из-за этого двойного использования нельзя полагаться на название устройства или его символ для обозначения того, что величина является температурным интервалом; он должен быть недвусмысленным через контекст или явное утверждение, что величина является интервалом. Иногда это решается путем использования символа ° C (произносится как «градусы Цельсия») для температуры и C ° (произносится как «градусы Цельсия») для температурного интервала, хотя такое использование нестандартно. Другой способ выразить то же самое — «40 ° C ± 3 K» , который часто встречается в литературе.

Цельсия измеряется по но не по ; и он следует относительной шкале, а не абсолютной шкале. Например, объект при температуре 20 ° C не имеет энергии вдвое больше, чем при температуре 10 ° C; и 0 ° C — не самое низкое значение по Цельсию. Таким образом, градусы Цельсия — это полезное измерение интервала, но оно не обладает характеристиками мер отношения, такими как вес или расстояние.