Cum se transformă temperaturile Kelvin în Celsius

A ști cum să convertești Kelvin în Celsius este la fel de important ca și cum să faci conversia inversă. Multe proprietăți fizico-chimice ale materiei sunt raportate la diferite temperaturi, iar acestea, în general, sunt exprimate în Kelvin. Cu toate acestea, majoritatea oamenilor consideră că este mai ușor să gestioneze temperatura în Celsius, așa că conversia Kelvin în Celsius este ceva ce mulți trebuie să facă zilnic.

Această conversie este foarte simplă, deoarece ambele scale diferă doar în poziția zero. Cu toate acestea, este mai ușor de înțeles și, mai ales, de reținut, dacă înțelegeți de unde provin ambele scale și cum sunt folosite.

Scala Celsius (°C)

Este o scară de temperatură inventată în 1742 de Anders Celsius, un astronom suedez. Această scară este stabilită pe baza punctului de îngheț și de fierbere al apei la nivelul mării. Punctul de îngheț al apei este punctul de referință căruia i s-a atribuit temperatura de 0 °C, în timp ce temperaturii de fierbere i s-a atribuit temperatura de 100 °C, motiv pentru care a fost numită inițial scala centigradă.

Scala Celsius este o scară de temperatură relativă. Aceasta înseamnă că nu măsoară temperatura absolută a unui corp, ci exprimă doar atunci când temperatura este mai mare sau mai mică decât o temperatură de referință, în acest caz punctul de topire sau de îngheț al apei.

Cu alte cuvinte, toate temperaturile care sunt măsurate în grade Celsius indică cât de mult mai cald sau mai rece este un corp în raport cu punctul de topire al apei. Deoarece există temperaturi mai mici decât punctul de topire menționat, atunci pot exista temperaturi negative pe această scară. A doua temperatură de referință este utilizată pentru a determina „dimensiunea” gradului Celsius.

Scala de temperatură absolută și Kelvin (K)

Spre deosebire de scara centigrade sau Celsius, scara Kelvin este o scară absolută de temperatură , care nu depinde de niciun punct de referință. Zero pe scara Kelvin indică de fapt absența energiei termice într-un corp. A fost creat de William Thompson (cunoscut și după nobilimea sa, Lord Kelvin, de unde și numele său) în 1848, care a atribuit fiecărei unități de pe scara sa aceeași dimensiune ca gradul de pe scara Celsius. Acest lucru face ca conversia de la Kelvin la Celsius să fie mult mai ușoară, deoarece singura diferență dintre cele două scale este locația zero absolut, care corespunde la -273,15 °C.

De remarcat că unitatea de pe scara Kelvin se numește Kelvin și simbolul ei este K ; Nu se numește „grad Kelvin” și nici simbolul său nu este „°K”. Aceasta tocmai pentru că este o scară absolută și nu relativă. De exemplu, 273 K se citește două sute șaptezeci și trei Kelvin și nu „două sute șaptezeci și trei de grade Kelvin”.

Formula pentru a converti Kelvin în grade Celsius

Pentru a transforma Kelvin în grade Celsius, este necesar doar să luăm temperatura în Kelvin și să scădem 273,15. Se scrie de obicei:

Când utilizați această formulă, °C reprezintă temperatura în grade Celsius (cea pe care doriți să o găsiți) și nu unitatea de grade Celsius. Rezultatul operației dă direct în °C. Pentru a evita confuzia între variabilele care apar în ecuație și unitățile de temperatură, este de preferat să nu plasați unitățile la efectuarea conversiei, ci doar valoarea numerică. Dupa efectuarea operatiei se pune simbolul grade Celsius (°C).

Exemplu:

Să presupunem că într-un tabel de date este raportat că piroliza lemnului începe la 580 K și vrei să știi cu ce corespunde asta în grade Celsius. Primul pas este să înlocuiți 580 cu K în formulă (fără unități pentru a evita confuzia). Apoi se efectuează operația și în final se adaugă °C:

NOTĂ: În exemplul de mai sus, rezultatul final este rotunjit la unități (307K în loc de 306,85K) datorită regulilor cifrelor semnificative. Acestea stabilesc că, în plus și scădere, rezultatul este rotunjit la poziția celei mai puțin comune cifre dintre toate numerele, în acest caz, unitățile.

O formă mai corectă a formulei pentru a converti Kelvin în Celsius

Formula de mai sus, în ciuda faptului că este ușor de utilizat, provoacă adesea confuzie, deoarece unitățile nu pot fi incluse decât dacă sunt la sfârșit. Pentru a evita acest lucru, este de preferat să folosiți o formă mai corectă a aceleiași ecuații. În multe cărți de fizică și termodinamică, temperatura absolută este reprezentată de litera T, în timp ce temperatura relativă în grade Celsius este reprezentată de litera greacă θ ( theta , care este t în alfabetul grecesc). Astfel, formula anterioară este:

În acest caz, K și °C reprezintă unitățile Kelvin și, respectiv, grade Celsius, în timp ce T și θ reprezintă temperaturile cu unitățile lor respective. Pentru a obține temperatura în grade Celsius (adică θ), este necesar să se rezolve doar θ prin înmulțirea ambelor părți ale ecuației cu °C.

Exemplu:

Să presupunem că doriți să transformați punctul de fierbere al oxigenului, care este 90,18 K, în grade Celsius sau centigrade. În acest caz, avem că T = 90,18 K și se cere θ. Deci, trebuie doar să introduceți T în formulă și să rezolvați pentru θ:

Deci, rezolvând pentru θ, care este temperatura în grade Celsius (cea pe care o dorim), obținem:

Conversie inversă, de la Celsius la Kelvin

Pentru a converti de la Celsius la Kelvin, trebuie doar să rezolvați oricare dintre cele două ecuații, ceea ce înseamnă să adăugați 273,15 la ambele părți ale formulei:

Sau, mai corect,

Cum se transformă Kelvin în alte unități

Temperatura absolută în Kelvin poate fi convertită la orice altă scară de temperatură, fie ea relativă sau absolută. De exemplu, puteți converti și Kelvin în Fahrenheit (care este o scară relativă) sau puteți converti Kelvin în Rankine (care este o scară absolută).

sisteme de verificare

Ori de câte ori se efectuează o conversie de unități, este important să se verifice dacă rezultatul are sens, deoarece este întotdeauna posibil să greșiți, chiar și atunci când utilizați formule la fel de simple ca cele prezentate. În cazul conversiilor de la Kelvin la Celsius și invers, într-un caz trebuie să scazi 273,15 și în celălalt trebuie să adaugi și poate fi foarte ușor să uiți când să faci una sau alta. Pentru a vă asigura că conversia este întotdeauna efectuată corect, următoarele două sfaturi pot fi luate în considerare:

• Temperatura în Kelvin trebuie să fie întotdeauna mai mare decât temperatura în grade Celsius . De exemplu, dacă la transformarea 400 K în Celsius rezultatul dă 673 °C, transformarea este greșită, deoarece temperatura în Kelvin nu poate fi niciodată mai mică decât temperatura în °C.
• Temperatura în Kelvin nu poate fi niciodată negativă , deoarece este o scară absolută, iar valoarea minimă este zero (fără unități, doar zero). Pe de altă parte, toate temperaturile mai mici de 273,15 K, atunci când sunt transformate în °C, vor da valori negative.