Tabla de Contenidos
A Celsius-skála az egyik legszélesebb körben használt hőmérsékleti skála a világon. A hőmérsékletet Celsius-fokban méri, amelyet a °C szimbólum képvisel, amelyet eredetileg a víz fagyáspontja és forráspontja közötti hőmérséklet-különbség századaként határoztak meg.
Ezt a hőmérsékleti skálát ma a világ szinte minden országában használják, kivéve öt országot, amelyek még mindig a Fahrenheit-skálát használják. Ezenkívül a hőmérsékleti skálát kiválóan használják a természettudományokban.
Van azonban egy második skála, amely mindig előjön, amikor a Celsius-skáláról beszélünk, ez a Celsius-skála. De a Celsius-skála nem ugyanaz, mint a Celsius-skála? Erre a kérdésre a válasz igen és nem. Azt lehetne mondani, hogy a Celsius-fok az a mód, ahogyan korábban a Celsius-fokokat nevezték. A két hőmérsékleti egység közötti kapcsolat azonban egy kicsit összetettebb, mivel a kettő között van egy finom különbség, amelyről ez a cikk szól.
Az eredeti Celsius-skála vagy Celsius-skála
A Celsius-skála feltalálása Anders Celsius svéd csillagász és fizikus nevéhez fűződik. Celsius 1742-ben javasolt egy hőmérsékleti skálát, amely a jég olvadáspontját (vagy ami ugyanaz, a víz fagyáspontját) és a víz forráspontját vette alapul a tengerszinten, azaz kb. 1 atm.
Celsius felismerte, hogy a folyadékok forráspontja a nyomás függvényében változik, így a hőmérséklet meghatározásának módja sokkal reprodukálhatóbb volt, mint amit a Fahrenheit közel 20 évvel korábban definiált.
Használatának és értelmezésének egyszerűsítése érdekében a Celsius úgy döntött, hogy a fent említett hőmérsékleti tartományt 100 egységgel osztja el, amit Celsius-foknak nevezett el, ami szó szerint 100 fokkal osztva jelent. Évekkel később és halála után (egyébként kissé korán, 42 évesen) Celsius-foknak nevezték el őket az ő tiszteletére és a tudományhoz való számos hozzájárulása elismeréseként.
Eddig minden normálisnak tűnik, és egyértelmű, hogy a Celsius-fok és a Celsius-fok valójában ugyanaz. Nagyon valószínű, hogy aki ezt a cikket olvassa, az már többször hallotta ezt a történetet. Van azonban egy sajátosság abban a tekintetben, ahogy Celsius meghatározta a léptékét; kevesen tudnak róla, mert nemcsak a Celsius-fok jelenlegi definíciójával, de még a józan ésszel is szembemegy.
Valamilyen megmagyarázhatatlan oknál fogva Celsius eredeti művében a víz forráspontját 0-ban, a fagyáspontját pedig 100-ban határozta meg. Ez meglepő és teljesen ellentmondó, mivel nyilvánvaló, hogy a forrásban lévő víz olvadáspontján magasabb hőmérsékletű, mint a jég.
Carolus Linnaeus közreműködése
A skála referenciapontjainak kínos meghatározása ellenére nyilvánvaló volt a lehetőség a hőmérsékletmérés értelmezésének egyszerűsítésére a Celsius fokos skála használatával. Celsius két évvel a hőmérsékleti skálája közzététele után meghalt, és Carolus Linnaeus svéd taxonómus szinte azonnal azt javasolta, ami akkoriban minden tudós fejében járt: a Celsius-skála megfordítását. Így a víz olvadáspontját 0-ra, a forráspontját 100-ra állítottuk be a skálán.
Ettől a pillanattól kezdve a Celsius-hőmérséklet-skála kezdett elterjedni a világ tudományos közösségében, és végül a lakosság többi részén is.
A jelenlegi Celsius-skála születése
A Celsius által feltalált és Linné által megfordított hőmérsékleti skálát 200 éven át Celsius-skálának hívták, ahogyan alkotója nevezte. Azonban 1948-ban az Általános Súly- és Mértékkonferencia azt javasolta, hogy a mérleg fokait Celsius-fokra nevezzék át a készítőjének tiszteletére.
Ugyanezen a konferencián a skála referenciapontjait is megváltoztatták. Valójában 1948-tól kezdődően az új Celsius-skála megszűnt önálló hőmérsékleti skála lenni, saját referenciapontokkal, és az abszolút hőmérsékleti skálától vagy a Kelvin-skálától kezdett függni. Ezt a skálát a víz hármaspontja alapján határozzák meg (hőmérséklet- és nyomásviszonyok, amelyekben a három fázis együtt létezik: szilárd, folyékony és gáz).
Ezt a hőmérsékletet pontosan 273,16 K-ként határozták meg, így a víz normál olvadáspontja 276,15 K lenne. Ez a hőmérséklet az új Celsius-skála szerint nulla, vagyis 0 °C.
Egyszerűen fogalmazva, a Celsius-skála nullája ugyanaz marad, mint az eredeti Celsius-skála (azaz a Linné-inverzió után). A második referenciapont azonban megszűnt a víz forráspontja lenni, és a termodinamikai hőmérsékleti skála nulla vagy abszolút nulla lett, ami -273,15 °C-nak felel meg.
Következtetés
A Celsius-fok és a Celsius-fok a hőmérséklet két szorosan összefüggő mértékegysége. A Celsius-fok megalkotójának, Anders Celsiusnak az eredeti koncepciója nem esik egybe azzal, amit ma általában Celsius-fokként ismerünk, vagy ami azt illeti, azzal, amit Celsius-fokként ismerünk. Ennek az az oka, hogy Celsius valamilyen oknál fogva fordítottan határozta meg a skáláját, így a víz fagyáspontján 100, forráspontján pedig 0.
Ennek ellenére az a tény, hogy a skálát röviddel a létrehozása után „javították”, és a mai formában népszerűvé vált, azt jelenti, hogy a fokos skála e korai fordított formája a tudománytörténeti évkönyvekbe temették el.
Még mindig van azonban egy alapvető, bár finom különbség a több mint 200 éve használt korrigált Celsius-skála és a mai Celsius-skála között. Az eredeti egy független hőmérsékleti skála volt, amelyet a víz olvadáspontja és forráspontja alapján határoztak meg; míg a második, a Celsius-skála a Kelvin-skála alárendelt skálája, ezért már nem a víz olvadáspontjától és forráspontjától, hanem a hármasponttól és az abszolút nullától függ, amelyek meghatározzák az abszolút hőmérsékleti skálát.
Ennek ellenére a Celsius-fok új meghatározása szerint a víz olvadáspontja továbbra is nulla a skálán (0°C), a forráspontja pedig továbbra is 100°C, legalább a második tizedesjegyig. Emiatt nincs jelentős különbség a két hőmérséklet-mértékegység között, és gyakorlati szempontból felváltva használhatók, mintha ugyanazok lennének.
Hivatkozások
- Brannan. (2021, április 1.). Mi a különbség Celsius, Celsius és Fahrenheit között? Letöltve: https://www.brannan.co.uk/celsius-centigrade-and-fahrenheit/
- MacDonald, J. (2016, november 27). Anders Celsius öröksége . Letöltve: https://daily.jstor.org/the-legacy-of-anders-celsius/
- Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet. (2021a, június 3.). Kelvin: Bevezetés . Letöltve: https://www.nist.gov/si-redefinition/kelvin-introduction
- Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet. (2021b, június 3.). SP 330 – 1. függelék . Letöltve: https://www.nist.gov/pml/special-publication-330/sp-330-appendix-1
- Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet. (2021c, július 12.). SI-egységek – hőmérséklet . Letöltve: https://www.nist.gov/pml/weights-and-measures/si-units-temperature
- Shampoo, MA és Kyle, RA (1993). Anders Celsius – hőmérsékleti skála. Mayo Clinic Proceedings , 68 (11), 1125. Letöltve: https://www.mayoclinicproceedings.org/article/S0025-6196(12)60910-0/fulltext#relatedArticles
- Wild, S. (2021, március 22). Mi a hőmérséklet? Tények a Fahrenheit-, Celsius- és Kelvin-skáláról . Letöltve: https://www.livescience.com/temperature.html
- A SAS metrológiai szakértői Miért Celsius-fok és nem Celsius-fok? Letöltve: https://www.especialistasenmetrologia.com/por-que-calibrar-con-un-laboratorio-acreditado-4.html .
