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摂氏をケルビンに変換する方法を知ることは、化学、物理学、または生物学のすべての学生にとって不可欠です。温度は、事実上すべての自然現象に介入する変数であるためです。両方のスケールはスケールのゼロの位置のみが異なるため、この変換は非常に簡単です。ただし、両方のスケールがどこから来て、どのように使用されているかを理解していると、理解が容易になり、とりわけ覚えやすくなります。
摂氏スケール (°C)
1742年にスウェーデンの天文学者アンデルス・セルシウスによって発明された温度目盛りです。この尺度は、海面での水の凝固点と沸点に基づいて確立されます。水の凝固 点は 0 °C の温度が割り当てられた基準点であり、沸点は 100 °C の温度が割り当てられたため、もともと摂氏温度スケールと呼ばれていました。今日も普通に使われています。
摂氏スケールは、 相対温度スケールです。これは、物体の絶対温度を測定するのではなく、基準温度、この場合は水の融点または凝固点と比較して、その温度がどれだけ高いか低いかを表すだけであることを意味します。2 番目の基準温度は、摂氏の「サイズ」を決定するために使用されます。
ケルビンと絶対温度スケール (K)
摂氏または摂氏スケールとは異なり、ケルビン スケールは絶対温度スケールです。基準点に依存しないためです。ケルビン スケールのゼロは、実際には体内に熱エネルギーがないことを示します。つまり、ケルビン スケールの 0 は温度の絶対零度であり、それより低い温度は存在しません。それは 1848 年にウィリアム トンプソン (彼の貴族であるケルビン卿によっても知られている) によって確立されました。これにより、摂氏からケルビンへの変換がはるかに簡単になります。2 つのスケールの唯一の違いは、絶対零度の位置 (-273.15 °C に相当) だけだからです。
ケルビンスケールの単位はケルビンと呼ばれ、その記号はKであることに注意してください。ケルビン「度」とは呼ばれず、度記号 (°) もありません。これはまさに、相対尺度ではなく絶対尺度だからです。たとえば、273 K は 273 ケルビンであり、273 “度” ケルビンではありません。
摂氏をケルビンに変換する式
摂氏をケルビンに変換するには、摂氏の温度に 273.15 を足すだけです。それは一般的に書かれています：
この式を使用すると、°C は温度を摂氏ではなく摂氏 (変換したいもの) で表し、結果は直接ケルビンになります。式に現れる変数と温度単位の間の混同を避けるために、変換時に単位を配置せず、数値のみを配置することをお勧めします。操作を実行した後、ケルビン記号 (K) が配置されます。
例：
人体の平均温度である 37.00 °C をケルビンに変換したいとします。最初のステップは、式の °C に 37.00 を代入することです (混乱を避けるために単位は使用しません)。次に演算が実行され、最後に K が追加されます。
摂氏をケルビンに変換する公式のより正しい形式
上記の式は、使いやすい反面、最後以外に単位を含めることができないため、混乱を招くことがよくあります。これを避けるには、同じ方程式のより正しい形式を使用することが望ましいです。物理学と熱力学に関する多くの本では、絶対温度は文字 T で表され、摂氏での相対温度はギリシャ文字 θ ( theta、ギリシャ文字の t )で表されます。したがって、前の式は次のようになります。
この場合、K と °C はケルビンと摂氏の単位を表し、T と θ はそれぞれの単位で温度を表します。温度をケルビン (つまり T) で求めるには、式の両辺に K を掛けて T を解くだけで済みます。
例：
アルゴンの沸点 -185.8 °C をケルビンに変換するとします。この場合、θ = -185.8 °C であり、T の値を知りたいとします。したがって、θ を式に代入して T を解くだけで済みます。
右辺の最初の項の単位が相殺されることに注意することが重要であるため、結果の数値を 273.15 に追加できます。ここで、ケルビン単位の温度 (必要な温度) である T をクリアすると、次のようになります。
摂氏をケルビンに変換する手がかり
単位変換を実行するときはいつでも、結果が理にかなっていることを確認することが重要です。これは、最も経験豊富なエンジニアでさえ、このような単純な式を使用する場合でも間違いを犯す可能性があるためです. 摂氏からケルビンへの変換、またはその逆の変換の場合、273.15 を加算する必要がある場合と、減算する必要がある場合があります。変換が常に正しく実行されるようにするために、次の 2 つの手がかりを考慮することができます。
- ケルビンでの温度は、摂氏での温度より常に高くなければなりません。たとえば、400 °C をケルビンに変換すると、結果が 127 K になる場合、変換は間違っています。これは、ケルビンの温度が °C の温度より低くなることは決してないためです。
- ケルビンの温度は絶対スケールであり、最小値はゼロ (単位なし、ゼロのみ) であるため、負になることはありません。温度をケルビンに変換すると、結果がたとえば -150 K になる場合、変換は間違っています。
ケルビンから摂氏への逆変換
ケルビンから摂氏に変換するには、式の両辺から 273.15 を引くことを含む 2 つの方程式のいずれかを解く必要があります。
または、より正確には、
摂氏を他の単位に変換する方法
摂氏の温度は、相対温度または絶対温度を問わず、他の温度スケールに変換できます。たとえば、摂氏を華氏 (相対スケール) に変換したり、摂氏をランキン (絶対スケール) に変換したりすることもできます。
ソース
- Atkins, P. & dePaula, J. (2008)。物理化学。（第8版）。パナメリカン・メディカル・エディトリアル。
