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Sapere come convertire Kelvin in Celsius è tanto importante quanto sapere come eseguire la conversione inversa. Molte proprietà fisico-chimiche della materia sono riportate a diverse temperature e queste, in generale, sono espresse in Kelvin. Tuttavia, la maggior parte delle persone trova più facile gestire la temperatura in Celsius, quindi la conversione da Kelvin a Celsius è qualcosa che molti devono fare quotidianamente.
Questa conversione è molto semplice poiché entrambe le scale differiscono solo per la posizione dello zero. Tuttavia, è più facile da capire e, soprattutto, da ricordare, se capisci da dove provengono entrambe le scale e come vengono utilizzate.
Scala Celsius (°C)
È una scala di temperatura inventata nel 1742 da Anders Celsius, un astronomo svedese. Questa scala è stabilita in base al punto di congelamento e di ebollizione dell’acqua al livello del mare. Il punto di congelamento dell’acqua è il punto di riferimento a cui è stata assegnata la temperatura di 0 °C, mentre alla temperatura di ebollizione è stata assegnata la temperatura di 100 °C, motivo per cui in origine era chiamata scala centigrada la temperatura.
La scala Celsius è una scala di temperatura relativa. Ciò significa che non misura la temperatura assoluta di un corpo, ma esprime solo quando la temperatura è maggiore o minore di una temperatura di riferimento, in questo caso il punto di fusione o di congelamento dell’acqua.
In altre parole, tutte le temperature misurate in gradi Celsius indicano quanto un corpo è più caldo o più freddo rispetto al punto di fusione dell’acqua. Poiché ci sono temperature inferiori a detto punto di fusione, allora possono esserci temperature negative su questa scala. La seconda temperatura di riferimento viene utilizzata per determinare la “dimensione” del grado Celsius.
La scala della temperatura assoluta e il Kelvin (K)
A differenza della scala centigrada o Celsius, la scala Kelvin è una scala assoluta di temperatura , non dipendente da alcun punto di riferimento. Lo zero sulla scala Kelvin indica in realtà l’assenza di energia termica in un corpo. Fu creato da William Thompson (noto anche con il suo pari, Lord Kelvin, da cui il suo nome) nel 1848, che assegnò a ciascuna unità della sua scala la stessa dimensione del grado sulla scala Celsius. Ciò rende molto più semplice la conversione da Kelvin a Celsius, poiché l’unica differenza tra le due scale è la posizione dello zero assoluto, che corrisponde a -273,15 °C.
Si noti che l’unità della scala Kelvin si chiama Kelvin e il suo simbolo è K ; Non è chiamato “grado Kelvin” né il suo simbolo “°K”. Proprio perché si tratta di una scala assoluta e non relativa. Ad esempio, 273 K si legge duecentosettantatre gradi Kelvin e non “duecentosettantatre gradi Kelvin”.
Formula per convertire i Kelvin in gradi Celsius
Per trasformare i Kelvin in gradi Celsius, è sufficiente prendere la temperatura in Kelvin e sottrarre 273,15. Si scrive comunemente:
Quando si utilizza questa formula, °C rappresenta la temperatura in gradi Celsius (quella che si desidera trovare) e non l’unità di gradi Celsius. Il risultato dell’operazione dà direttamente in °C. Per evitare confusione tra le variabili che compaiono nell’equazione e le unità di temperatura, è preferibile non inserire le unità quando si effettua la conversione, ma solo il valore numerico. Dopo aver eseguito l’operazione, viene posizionato il simbolo dei gradi Celsius (°C).
Esempio:
Supponiamo che in una tabella dati sia riportato che la pirolisi del legno inizia a 580 K e tu voglia sapere a cosa corrisponde in gradi Celsius. Il primo passo è sostituire 580 per K nella formula (senza unità per evitare confusione). Quindi viene eseguita l’operazione e infine viene aggiunto °C:
NOTA: Nell’esempio precedente, il risultato finale è arrotondato all’unità (307K anziché 306,85K) a causa delle regole relative alle cifre significative. Questi stabiliscono che, per addizione e sottrazione, il risultato sia arrotondato alla posizione della cifra meno comune di tutti i numeri, in questo caso le unità.
Una forma più corretta della formula per convertire Kelvin in Celsius
La formula di cui sopra, nonostante sia facile da usare, spesso crea confusione perché le unità non possono essere incluse a meno che non siano alla fine. Per evitare ciò, è preferibile utilizzare una forma più corretta della stessa equazione. In molti libri di fisica e termodinamica, la temperatura assoluta è rappresentata dalla lettera T, mentre la temperatura relativa in gradi Celsius è rappresentata dalla lettera greca θ ( theta , che è t nell’alfabeto greco). Pertanto, la formula precedente è:
In questo caso, K e °C rappresentano rispettivamente le unità Kelvin e gradi Celsius, mentre T e θ rappresentano le temperature con le rispettive unità. Per ottenere la temperatura in gradi Celsius (cioè θ), è sufficiente risolvere θ moltiplicando entrambi i lati dell’equazione per °C.
Esempio:
Supponiamo di voler trasformare il punto di ebollizione dell’ossigeno, che è 90,18 K, in gradi Celsius o centigradi. In questo caso, abbiamo che T = 90.18 K e θ è richiesto. Quindi, basta inserire T nella formula e risolvere per θ:
Quindi, risolvendo per θ, che è la temperatura in gradi Celsius (quella che vogliamo), otteniamo:
Conversione inversa, da Celsius a Kelvin
Per convertire da Celsius a Kelvin, devi solo risolvere una delle due equazioni, il che significa aggiungere 273,15 a entrambi i lati della formula:
O, più correttamente,
Come convertire Kelvin in altre unità
La temperatura assoluta in Kelvin può essere convertita in qualsiasi altra scala di temperatura, sia essa relativa o assoluta. Ad esempio, puoi anche convertire Kelvin in Fahrenheit (che è una scala relativa) oppure puoi convertire Kelvin in Rankine (che è una scala assoluta).
sistemi di verifica
Ogni volta che si esegue una conversione di unità, è importante verificare che il risultato abbia un senso, poiché è sempre possibile sbagliarsi, anche usando formule semplici come quelle mostrate. Nel caso delle conversioni da Kelvin a Celsius e viceversa, in un caso devi sottrarre 273.15 e nell’altro devi aggiungere, e può essere molto facile dimenticarsi quando fare l’una o l’altra. Per garantire che la conversione venga sempre eseguita correttamente, è possibile tenere conto dei seguenti due suggerimenti:
- La temperatura in Kelvin deve essere sempre maggiore della temperatura in gradi Celsius . Ad esempio, se trasformando 400 K in Celsius il risultato dà 673 °C, la trasformazione è sbagliata, poiché la temperatura in Kelvin non può mai essere inferiore alla temperatura in °C.
- La temperatura in Kelvin non può mai essere negativa , poiché è una scala assoluta e il valore minimo è zero (nessuna unità, solo zero). Al contrario, tutte le temperature inferiori a 273,15 K, trasformate in °C, daranno valori negativi.
