Mitä eroa Celsiuksen ja Celsiuksen välillä on?

Celsius-asteikko on yksi yleisimmin käytetyistä lämpötila-asteikoista ympäri maailmaa. Se mittaa lämpötilaa celsiusasteina, jota edustaa symboli °C, joka alun perin määriteltiin sadasosiksi veden jäätymispisteen ja kiehumispisteen välisestä lämpötilaerosta.

Tätä lämpötila-asteikkoa käytetään nykyään lähes kaikissa maailman maissa, lukuun ottamatta viittä, jotka käyttävät edelleen Fahrenheit-asteikkoa. Lisäksi lämpötila-asteikkoa käytetään erinomaisesti luonnontieteissä.

On kuitenkin olemassa toinen asteikko, joka tulee aina esiin, kun puhutaan Celsius-asteikosta, ja se on celsiusasteikko. Mutta eikö celsiusasteikko ole sama kuin Celsius-asteikko? Vastaus tähän kysymykseen on sekä kyllä ​​että ei. Voidaan sanoa, että Celsius-asteet ovat tapa, jolla Celsius-asteita kutsuttiin aiemmin. Näiden kahden lämpötilayksikön välinen suhde on kuitenkin hieman monimutkaisempi, koska näiden kahden välillä on hienovarainen ero, joka on tämän artikkelin aihe.

Alkuperäinen Celsius-asteikko tai celsiusasteikko

Celsius-asteikon keksiminen on ruotsalaisen tähtitieteilijän ja fyysikon Anders Celsiuksen ansiota. Celsius ehdotti vuonna 1742 lämpötila-asteikkoa, joka otti vertailupisteiksi jään sulamislämpötilan (tai mikä on veden jäätymispisteen) ja veden kiehumispisteen merenpinnan tasolla, eli n. 1 atm.

Celsius ymmärsi, että nesteiden kiehumispiste vaihteli paineen mukaan, joten hänen tapansa määrittää lämpötila oli paljon toistettavampi kuin mitä Fahrenheit oli määritellyt lähes 20 vuotta aiemmin.

Sen käytön ja tulkinnan yksinkertaistamiseksi Celsius päätti jakaa edellä mainitun lämpötila-alueen 100 yksiköllä, jota hän kutsui Celsius-asteiksi, mikä kirjaimellisesti tarkoittaa jaettuna 100 astetta. Vuosia myöhemmin ja hänen kuolemansa jälkeen (muuten, hieman ennenaikaisena 42-vuotiaana), ne nimettiin Celsius-asteiksi hänen kunniakseen ja tunnustuksena hänen moninkertaisesta panoksestaan ​​tieteeseen.

Toistaiseksi kaikki näyttää normaalilta ja on selvää, että celsiusasteet ja celsiusasteet ovat itse asiassa sama asia. On erittäin todennäköistä, että jokainen, joka lukee tämän artikkelin, on kuullut tämän tarinan useammin kuin kerran. Kuitenkin tapaan, jolla Celsius määritteli mittakaavansa, on erityispiirre; harvat tietävät siitä, koska se ei ole vain nykyisen Celsius-asteiden määritelmän vaan jopa terveen järjen vastaista.

Jostain selittämättömästä syystä Celsius määritteli alkuperäisessä teoksessaan veden kiehumispisteeksi 0 asteikolla ja jäätymispisteeksi 100. Tämä on yllättävää ja täysin ristiriitaista, koska on ilmeistä, että kiehuva vesi on korkeammassa lämpötilassa kuin jää sulamispisteessään.

Carolus Linnaeuksen panos

Huolimatta asteikon vertailupisteiden hankalasta määrittelystä, mahdollisuudet yksinkertaistaa lämpötilamittausten tulkintaa Celsius-asteikkoa käyttämällä oli ilmeistä. Celsius kuoli kaksi vuotta lämpötila-asteikkonsa julkaisemisen jälkeen, ja melkein heti ruotsalainen taksonomi Carolus Linnaeus ehdotti sitä, mikä oli kaikkien tiedemiesten mielessä tuolloin: Celsius-asteikko käännettäisiin. Siten veden sulamispisteeksi asetettiin asteikolla 0 ja kiehumispisteeksi 100.

Siitä hetkestä lähtien asteen lämpötila-asteikko alkoi levitä tiedeyhteisöön ympäri maailmaa ja lopulta muun väestön keskuudessa.

Nykyisen Celsius-asteikon synty

200 vuoden ajan Celsiuksen keksimää ja Linnaeuksen kääntämää lämpötila-asteikkoa kutsuttiin celsiusasteikoksi, kuten sen luoja oli kutsunut sitä. Kuitenkin vuonna 1948 Painojen ja mittojen yleiskonferenssi ehdotti vaa’an asteiden nimeämistä uudelleen Celsius-asteiksi sen luojan kunniaksi.

Samassa konferenssissa myös asteikon vertailupisteitä muutettiin. Itse asiassa vuodesta 1948 alkaen uusi Celsius-asteikko lakkasi olemasta itsenäinen lämpötila-asteikko, jolla oli omat vertailupisteensä, ja alkoi riippua absoluuttisesta lämpötila- asteikosta tai Kelvin-asteikosta. Tämä asteikko määritellään veden kolmoispisteen perusteella (lämpötila- ja paineolosuhteet, joissa kolme faasia esiintyvät rinnakkain: kiinteä, nestemäinen ja kaasu).

Tämä lämpötila määriteltiin tarkalleen 273,16 K, joten veden normaali sulamispiste olisi 276,15 K. Tämä lämpötila määritellään nyt nollaksi uudella Celsius-asteikolla eli 0 °C.

Yksinkertaisesti sanottuna Celsius-asteikon nolla pysyy samana kuin alkuperäinen celsiusasteikko (eli Linnaeuksen inversion jälkeen). Toinen vertailupiste kuitenkin lakkasi olemasta veden kiehumispiste ja siitä tuli termodynaamisen lämpötila-asteikon nolla tai absoluuttinen nolla, joka vastaa -273,15 °C.

Johtopäätös

Celsius-asteet ja Celsius-asteet ovat kaksi läheisesti liittyvää lämpötilan yksikköä. Celsiusasteikon luojan, Anders Celsiuksen, alkuperäinen käsitys ei vastaa sitä, mitä nykyään tunnemme yleisesti Celsius-asteina, tai sen kanssa, mitä tunnemme Celsius-asteina. Tämä johtuu siitä, että Celsius jostain syystä määritteli asteikkonsa käänteisesti ja antoi arvon 100 jäätymispisteessä ja 0 veden kiehumispisteessä.

Tästä huolimatta se tosiasia, että asteikko ”korjattiin” pian sen luomisen jälkeen ja siitä tuli suosittu sellaisena kuin sen nykyään tunnemme, tarkoittaa, että tämä varhainen käänteinen asteikon muoto on haudattu tieteen historian aikakirjoihin.

Yli 200 vuotta käytetyn korjatun Celsius-asteikon ja nykyisen Celsius-asteikon välillä on kuitenkin edelleen perustavanlaatuinen, vaikkakin hienovarainen ero. Alkuperäinen oli itsenäinen lämpötila-asteikko, joka määriteltiin veden sulamis- ja kiehumispisteinä; kun taas toinen, Celsius-asteikko, on Kelvin-asteikon alisteinen asteikko, eikä se siksi enää riipu veden sulamis- ja kiehumispisteistä, vaan kolmoispisteestä ja absoluuttisesta nollasta, jotka määrittävät mainitun absoluuttisen lämpötila-asteikon.

Tästä huolimatta uusi celsiusasteiden määritelmä on sellainen, että veden sulamispiste on edelleen nolla asteikolla (0°C) ja kiehumispiste on edelleen 100°C, ainakin toisen desimaalin tarkkuudella. Tästä syystä näiden kahden lämpötilayksikön välillä ei ole merkittävää eroa, ja käytännössä niitä voidaan käyttää vaihtokelpoisina ikään kuin ne olisivat samat yksiköt.

Viitteet

• Brannan. (2021, 1. huhtikuuta). Ero Celsiuksen, Celsiusasteen ja Fahrenheitin välillä? Haettu osoitteesta https://www.brannan.co.uk/celsius-centigrade-and-fahrenheit/
• MacDonald, J. (2016, 27. marraskuuta). Anders Celsiuksen perintö . Haettu osoitteesta https://daily.jstor.org/the-legacy-of-anders-celsius/
• National Institute of Standards and Technology. (2021a, 3. kesäkuuta). Kelvin: Johdanto . Haettu osoitteesta https://www.nist.gov/si-redefinition/kelvin-introduction
• National Institute of Standards and Technology. (2021b, 3. kesäkuuta). SP 330 – Liite 1 . Haettu osoitteesta https://www.nist.gov/pml/special-publication-330/sp-330-appendix-1
• National Institute of Standards and Technology. (2021c, 12. heinäkuuta). SI-yksiköt – Lämpötila . Haettu osoitteesta https://www.nist.gov/pml/weights-and-measures/si-units-temperature
• Shampoo, MA ja Kyle, RA (1993). Anders Celsius – lämpötila-asteikko. Mayo Clinic Proceedings , 68 (11), 1125. Haettu osoitteesta https://www.mayoclinicproceedings.org/article/S0025-6196(12)60910-0/fulltext#relatedArticles
• Wild, S. (2021, 22. maaliskuuta). Mikä on lämpötila? Faktaa Fahrenheit-, Celsius- ja Kelvin-asteikoista . Haettu osoitteesta https://www.livescience.com/temperature.html
• Metrologian asiantuntijat SAS Miksi Celsius-asteita eikä Celsius-asteita? Haettu osoitteesta https://www.especialistasenmetrologia.com/por-que-calibrar-con-un-laboratorio-acreditado-4.html .