Tabla de Contenidos
Η κλίμακα Κελσίου είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες κλίμακες θερμοκρασίας σε όλο τον κόσμο. Μετρά τη θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου, που αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο °C, το οποίο αρχικά ορίστηκε ως το ένα εκατοστό της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του σημείου πήξης και του σημείου βρασμού του νερού.
Αυτή η κλίμακα θερμοκρασίας χρησιμοποιείται σήμερα σχεδόν σε όλες τις χώρες του κόσμου, εκτός από πέντε που εξακολουθούν να χρησιμοποιούν την κλίμακα Φαρενάιτ. Επιπλέον, είναι η κλίμακα θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται κατ’ εξοχή στις φυσικές επιστήμες.
Ωστόσο, υπάρχει μια δεύτερη κλίμακα που εμφανίζεται πάντα όταν μιλάμε για την κλίμακα Κελσίου, και αυτή είναι η κλίμακα Κελσίου. Αλλά η κλίμακα του εκατοστού δεν είναι ίδια με την κλίμακα Κελσίου; Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση είναι και ναι και όχι. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι βαθμοί Κελσίου είναι ο τρόπος που ονομάζονταν οι βαθμοί Κελσίου. Ωστόσο, η σχέση μεταξύ αυτών των δύο μονάδων θερμοκρασίας είναι λίγο πιο περίπλοκη, καθώς υπάρχει μια λεπτή διαφορά μεταξύ των δύο που είναι το θέμα αυτού του άρθρου.
Η αρχική κλίμακα Κελσίου ή κλίμακα Κελσίου
Η εφεύρεση της κλίμακας Κελσίου πιστώνεται στον Σουηδό αστρονόμο και φυσικό Anders Celsius. Ο Κελσίου πρότεινε το 1742 μια κλίμακα θερμοκρασίας που έπαιρνε ως σημεία αναφοράς τη θερμοκρασία τήξης του πάγου (ή, το ίδιο, το σημείο πήξης του νερού) και το σημείο βρασμού του νερού στο επίπεδο της θάλασσας, δηλαδή, σε πίεση περίπου 1 atm.
Ο Κελσίου αναγνώρισε ότι το σημείο βρασμού των υγρών ποικίλλει ανάλογα με την πίεση, επομένως ο τρόπος που όριζε τη θερμοκρασία ήταν πολύ πιο αναπαραγώγιμος από αυτόν που είχε ορίσει ο Φαρενάιτ σχεδόν 20 χρόνια νωρίτερα.
Για να απλοποιήσει τη χρήση και την ερμηνεία του, ο Κελσίου αποφάσισε να διαιρέσει το προαναφερθέν εύρος θερμοκρασίας με 100 μονάδες, τις οποίες ονόμασε βαθμούς Κελσίου, που κυριολεκτικά σημαίνει διαιρούμενο με 100 βαθμούς. Χρόνια αργότερα και μετά τον θάνατό του (παρεμπιπτόντως, κάπως πρόωρο σε ηλικία 42 ετών), ονομάστηκαν βαθμοί Κελσίου προς τιμήν του και σε αναγνώριση της πολλής προσφοράς του στην επιστήμη.
Μέχρι στιγμής όλα φαίνονται φυσιολογικά και είναι σαφές ότι οι βαθμοί Κελσίου και οι βαθμοί Κελσίου είναι στην πραγματικότητα το ίδιο πράγμα. Είναι πολύ πιθανό όποιος διαβάζει αυτό το άρθρο να έχει ακούσει αυτήν την ιστορία περισσότερες από μία φορές. Ωστόσο, υπάρχει μια ιδιαιτερότητα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο Κέλσιος όρισε την κλίμακα του. Λίγοι το γνωρίζουν γιατί έρχεται σε αντίθεση όχι μόνο με τον σημερινό ορισμό των βαθμών Κελσίου αλλά ακόμη και στην κοινή λογική.
Για κάποιον ανεξήγητο λόγο, στο πρωτότυπο έργο του, ο Κέλσιος όρισε το σημείο βρασμού του νερού ως 0 στην κλίμακα του και το σημείο πήξης ως 100. Αυτό είναι εκπληκτικό και εντελώς αντίθετο, καθώς είναι προφανές ότι το βραστό νερό βρίσκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία από τον πάγο στο σημείο τήξης του.
Η συμβολή του Carolus Linnaeus
Παρά τον άβολο ορισμό των σημείων αναφοράς της κλίμακας, η δυνατότητα απλοποίησης της ερμηνείας των μετρήσεων θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας την κλίμακα Κελσίου ήταν εμφανής. Ο Κέλσιος πέθανε δύο χρόνια μετά τη δημοσίευση της κλίμακας θερμοκρασίας του και σχεδόν αμέσως ο Σουηδός ταξινομιστής Carolus Linnaeus πρότεινε αυτό που είχαν στο μυαλό όλων των επιστημόνων εκείνη την εποχή: να αντιστραφεί η κλίμακα Κελσίου. Έτσι, το σημείο τήξης του νερού ορίστηκε ως 0 στην κλίμακα και το σημείο βρασμού ως 100.
Από εκείνη τη στιγμή, η κλίμακα θερμοκρασίας του Κελσίου άρχισε να εξαπλώνεται σε όλη την επιστημονική κοινότητα σε όλο τον κόσμο και, τελικά, στον υπόλοιπο πληθυσμό.
Η γέννηση της τρέχουσας κλίμακας Κελσίου
Για 200 χρόνια η κλίμακα θερμοκρασίας που εφευρέθηκε από τον Κέλσιο και αντεστράφη από τον Λινναίο ονομαζόταν κλίμακα εκατοστών, όπως την είχε ονομάσει ο δημιουργός της. Ωστόσο, το 1948, η Γενική Διάσκεψη για τα Βάρη και τα Μέτρα πρότεινε τη μετονομασία των βαθμών της ζυγαριάς σε βαθμούς Κελσίου προς τιμήν του δημιουργού της.
Στο ίδιο συνέδριο άλλαξαν και τα σημεία αναφοράς της κλίμακας. Στην πραγματικότητα, ξεκινώντας από το 1948, η νέα κλίμακα Κελσίου έπαψε να είναι μια ανεξάρτητη κλίμακα θερμοκρασίας με τα δικά της σημεία αναφοράς και άρχισε να εξαρτάται από την κλίμακα απόλυτης θερμοκρασίας ή κλίμακα Kelvin. Η κλίμακα αυτή ορίζεται με βάση το τριπλό σημείο του νερού (συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης στις οποίες συνυπάρχουν οι τρεις φάσεις: στερεό, υγρό και αέριο).
Αυτή η θερμοκρασία ορίστηκε ακριβώς ως 273,16 Κ, έτσι ώστε το κανονικό σημείο τήξης του νερού να είναι 276,15 Κ. Αυτή η θερμοκρασία ορίζεται τώρα ως μηδέν στη νέα κλίμακα Κελσίου, ή 0 °C.
Με απλά λόγια, το μηδέν της κλίμακας Κελσίου παραμένει το ίδιο με την αρχική κλίμακα του εκατοστού (δηλαδή μετά την αναστροφή του Linnaeus). Ωστόσο, το δεύτερο σημείο αναφοράς έπαψε να είναι το σημείο βρασμού του νερού και έγινε το μηδέν της θερμοδυναμικής κλίμακας θερμοκρασίας ή απόλυτο μηδέν, που αντιστοιχεί σε -273,15 °C.
συμπέρασμα
Οι βαθμοί Κελσίου και οι βαθμοί Κελσίου είναι δύο στενά συνδεδεμένες μονάδες θερμοκρασίας. Η αρχική ιδέα του δημιουργού της κλίμακας των εκατοστών, του Anders Celsius, δεν συμπίπτει με αυτό που σήμερα συνήθως γνωρίζουμε ως βαθμούς Κελσίου ή, εν προκειμένω, με αυτό που γνωρίζουμε ως βαθμούς Κελσίου. Αυτό συμβαίνει γιατί ο Κελσίου, για κάποιο λόγο, όρισε την κλίμακα του ανεστραμμένη δίνοντας τιμή 100 στο σημείο πήξης και 0 στο σημείο βρασμού του νερού.
Παρόλα αυτά, το γεγονός ότι η ζυγαριά «διορθώθηκε» λίγο μετά τη δημιουργία της και έγινε δημοφιλής όπως τη γνωρίζουμε σήμερα σημαίνει ότι αυτή η πρώιμη ανεστραμμένη μορφή της κλίμακας του εκατοστού έχει θαφτεί στα χρονικά της ιστορίας της επιστήμης.
Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει μια θεμελιώδης, αν και λεπτή, διαφορά μεταξύ της διορθωμένης κλίμακας Κελσίου που χρησιμοποιήθηκε για περισσότερα από 200 χρόνια και αυτής που γνωρίζουμε ως κλίμακα Κελσίου σήμερα. Η αρχική ήταν μια ανεξάρτητη κλίμακα θερμοκρασίας που οριζόταν ως προς τα σημεία τήξης και βρασμού του νερού. ενώ η δεύτερη, η κλίμακα Κελσίου, είναι δευτερεύουσα κλίμακα στην κλίμακα Kelvin και, επομένως, δεν εξαρτάται πλέον από τα σημεία τήξης και βρασμού του νερού αλλά από το τριπλό σημείο και το απόλυτο μηδέν που ορίζουν την εν λόγω απόλυτη κλίμακα θερμοκρασίας.
Παρόλα αυτά, ο νέος ορισμός των βαθμών Κελσίου είναι τέτοιος ώστε το σημείο τήξης του νερού να είναι ακόμα μηδέν στην κλίμακα (0°C) και το σημείο βρασμού να είναι ακόμα 100°C, τουλάχιστον στο δεύτερο δεκαδικό ψηφίο. Για το λόγο αυτό, δεν υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο μονάδων θερμοκρασίας και, για όλους τους πρακτικούς σκοπούς, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά σαν να ήταν η ίδια μονάδα.
βιβλιογραφικές αναφορές
- Μπράναν. (2021, 1 Απριλίου). Διαφορά μεταξύ Κελσίου, Κελσίου και Φαρενάιτ; Ανακτήθηκε από https://www.brannan.co.uk/celsius-centigrade-and-fahrenheit/
- MacDonald, J. (2016, 27 Νοεμβρίου). Η Κληρονομιά του Άντερς Κελσίου . Ανακτήθηκε από https://daily.jstor.org/the-legacy-of-anders-celsius/
- Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας. (2021a, 3 Ιουνίου). Kelvin: Εισαγωγή . Ανακτήθηκε από https://www.nist.gov/si-redefinition/kelvin-introduction
- Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας. (2021β, 3 Ιουνίου). SP 330 – Παράρτημα 1 . Ανακτήθηκε από https://www.nist.gov/pml/special-publication-330/sp-330-appendix-1
- Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας. (2021c, 12 Ιουλίου). Μονάδες SI – Θερμοκρασία . Ανακτήθηκε από https://www.nist.gov/pml/weights-and-measures/si-units-temperature
- Shampoo, ΜΑ, & Kyle, RA (1993). Anders Celsius—Κλίμακα θερμοκρασίας. Mayo Clinic Proceedings , 68 (11), 1125. Ανακτήθηκε από https://www.mayoclinicproceedings.org/article/S0025-6196(12)60910-0/fulltext#relatedArticles
- Wild, S. (2021, 22 Μαρτίου). Τι είναι η θερμοκρασία; Γεγονότα για τις κλίμακες Φαρενάιτ, Κελσίου και Κέλβιν . Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://www.livescience.com/temperature.html
- Ειδικοί στη Μετρολογία SAS Γιατί βαθμούς Κελσίου και όχι βαθμούς Κελσίου; Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://www.especialistasenmetrologia.com/por-que-calibrar-con-un-laboratorio-acreditado-4.html .
