Sådan konverteres Kelvin-temperaturer til Celsius

At vide, hvordan man konverterer Kelvin til Celsius er lige så vigtigt som at vide, hvordan man gør den omvendte konvertering. Mange fysisk-kemiske egenskaber af stof er rapporteret ved forskellige temperaturer, og disse er generelt udtrykt i Kelvin. De fleste har dog nemmere ved at håndtere temperaturen i Celsius, så at konvertere Kelvin til Celsius er noget, mange skal gøre dagligt.

Denne konvertering er meget enkel, da begge skalaer kun adskiller sig i positionen nul. Det er dog lettere at forstå og frem for alt at huske, hvis du forstår, hvor begge skalaer kommer fra, og hvordan de bruges.

Celsius skala (°C)

Det er en temperaturskala, der blev opfundet i 1742 af Anders Celsius, en svensk astronom. Denne skala er fastsat ud fra fryse- og kogepunktet for vand ved havoverfladen. Frysepunktet for vand er det referencepunkt, som temperaturen på 0 °C blev tildelt, mens kogetemperaturen blev tildelt temperaturen på 100 °C, hvorfor det oprindeligt blev kaldt celsius-skalaen.

Celsius-skalaen er en relativ temperaturskala. Det betyder, at den ikke måler en krops absolutte temperatur, men kun udtrykker, når temperaturen er højere eller lavere end en referencetemperatur, i dette tilfælde vandets smelte- eller frysepunkt.

Med andre ord angiver alle temperaturer, der måles i grader Celsius, hvor meget varmere eller koldere en krop er i forhold til vands smeltepunkt. Da der er temperaturer lavere end nævnte smeltepunkt, så kan der være negative temperaturer på denne skala. Den anden referencetemperatur bruges til at bestemme “størrelsen” af graden Celsius.

Den absolutte temperaturskala og Kelvin (K)

I modsætning til celsius- eller celsiusskalaen er Kelvin-skalaen en absolut temperaturskala , ikke afhængig af noget referencepunkt. Nul på Kelvin-skalaen indikerer faktisk fraværet af termisk energi i en krop. Det blev skabt af William Thompson (også kendt af hans jævnaldrende, Lord Kelvin, deraf hans navn) i 1848, som tildelte hver enhed på hans skala den samme størrelse som graden på Celsius-skalaen. Dette gør konverteringen fra Kelvin til Celsius meget lettere, da den eneste forskel mellem de to skalaer er placeringen af ​​det absolutte nulpunkt, hvilket svarer til -273,15 °C.

Det skal bemærkes, at enheden på Kelvin-skalaen kaldes Kelvin, og dens symbol er K ; Det kaldes ikke en “grad Kelvin” og dets symbol er heller ikke “°K”. Det er netop, fordi det er en absolut og ikke en relativ skala. For eksempel læses 273 K to hundrede og treoghalvfjerds Kelvin og ikke “to hundrede og treoghalvfjerds grader Kelvin.”

Formel til at konvertere Kelvin til grader Celsius

For at omdanne Kelvin til grader Celsius er det kun nødvendigt at tage temperaturen i Kelvin og trække 273,15 fra. Det er almindeligt skrevet:

Når du bruger denne formel, repræsenterer °C temperaturen i grader Celsius (den du vil finde) og ikke enheden for grader Celsius. Resultatet af operationen giver direkte i °C. For at undgå forvirring mellem de variable, der optræder i ligningen og temperaturenhederne, er det at foretrække ikke at placere enhederne ved konverteringen, men kun den numeriske værdi. Efter udførelse af operationen placeres symbolet for grader Celsius (°C).

Eksempel:

Antag, at det i en datatabel rapporteres, at pyrolysen af ​​træ begynder ved 580 K, og du vil vide, hvad det svarer til i grader Celsius. Det første trin er at erstatte 580 med K i formlen (uden enheder for at undgå forvirring). Derefter udføres operationen, og til sidst tilføjes °C:

BEMÆRK: I eksemplet ovenfor er det endelige resultat afrundet til enere (307K i stedet for 306,85K) på grund af regler for signifikante tal. Disse fastslår, at resultatet udover addition og subtraktion afrundes til positionen af ​​det mindste fælles ciffer af alle tallene, i dette tilfælde enhederne.

En mere korrekt form af formlen til at konvertere Kelvin til Celsius

Ovenstående formel, på trods af at den er nem at bruge, forårsager ofte forvirring, fordi enheder ikke kan inkluderes, medmindre de er i slutningen. For at undgå dette er det at foretrække at bruge en mere korrekt form af samme ligning. I mange bøger om fysik og termodynamik er absolut temperatur repræsenteret af bogstavet T, mens relativ temperatur i grader Celsius er repræsenteret af det græske bogstav θ ( theta , som er t i det græske alfabet). Den tidligere formel er således:

I dette tilfælde repræsenterer K og °C henholdsvis enhederne Kelvin og grader Celsius, mens T og θ repræsenterer temperaturerne med deres respektive enheder. For at få temperaturen i grader Celsius (det vil sige θ), er det kun nødvendigt at løse for θ ved at gange begge sider af ligningen med °C.

Eksempel:

Antag, at du vil omdanne iltens kogepunkt, som er 90,18 K, til grader Celsius eller Celsius. I dette tilfælde har vi, at T = 90,18 K og θ er anmodet om. Så man behøver kun at sætte T ind i formlen og løse for θ:

Så ved at løse for θ, som er temperaturen i grader Celsius (den vi ønsker), får vi:

Omvendt konvertering, fra Celsius til Kelvin

For at konvertere fra Celsius til Kelvin skal du bare løse en af ​​de to ligninger, hvilket betyder at tilføje 273,15 til begge sider af formlen:

Eller mere korrekt,

Sådan konverteres Kelvin til andre enheder

Den absolutte temperatur i Kelvin kan konverteres til enhver anden temperaturskala, det være sig relativ eller absolut. For eksempel kan du også konvertere Kelvin til Fahrenheit (som er en relativ skala), eller du kan konvertere Kelvin til Rankine (som er en absolut skala).

verifikationssystemer

Når en enhedskonvertering udføres, er det vigtigt at verificere, at resultatet giver mening, da det altid er muligt at tage fejl, selv når man bruger så enkle formler som de viste. Ved konverteringer fra Kelvin til Celsius og omvendt skal man i det ene tilfælde trække 273,15 fra og i det andet skal man lægge til, og det kan være meget nemt at glemme, hvornår man skal gøre det ene eller det andet. For at sikre, at konverteringen altid udføres korrekt, kan følgende to råd tages i betragtning:

• Temperaturen i Kelvin skal altid være højere end temperaturen i grader Celsius . For eksempel, hvis resultatet ved transformation af 400 K til Celsius giver 673 °C, er transformationen forkert, da temperaturen i Kelvin aldrig kan være mindre end temperaturen i °C.
• Temperaturen i Kelvin kan aldrig være negativ , da det er en absolut skala, og minimumsværdien er nul (ingen enheder, kun nul). På den anden side vil alle temperaturer under 273,15 K, når de omdannes til °C, give negative værdier.