Cum se transformă Celsius în Kelvin

Să știi cum să transformi grade Celsius în Kelvin este esențial pentru fiecare student la chimie, fizică sau biologie, deoarece temperatura este o variabilă care intervine în practic toate fenomenele naturale. Această conversie este foarte ușoară, deoarece ambele scale diferă doar în poziția zero a scalei. Cu toate acestea, este mai ușor de înțeles și, mai ales, de reținut dacă înțelegeți de unde provin ambele scale și cum sunt utilizate.

Scala Celsius (°C)

Este o scară de temperatură inventată în 1742 de Anders Celsius, un astronom suedez. Această scară este stabilită pe baza punctelor de îngheț și de fierbere ale 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 punctului de fierbere i s-a atribuit temperatura de 100 °C , motiv pentru care a fost numită inițial scala de temperatură centigradă, denumire care încă persistă astăzi în uz comun.

Scala Celsius este o scară de temperatură relativă. Aceasta înseamnă că nu măsoară temperatura absolută a unui corp, ci doar exprimă cu cât este mai mare sau mai mică temperatura acestuia față de temperatura de referință, în acest caz, cea a punctului de topire sau de îngheț al apei. A doua temperatură de referință este utilizată pentru a determina „dimensiunea” gradului Celsius.

Scala Kelvin și temperatura absolută (K)

Spre deosebire de scara centigrade sau Celsius, scara Kelvin este o scară de temperatură absolută , deoarece nu depinde de niciun punct de referință. Zero pe scara Kelvin indică de fapt absența energiei termice într-un corp. Adică, 0 al scării Kelvin este zero absolut al temperaturii, nu poate exista nicio temperatură sub aceasta. A fost înființată de William Thompson (cunoscut și prin nobilimea sa, Lord Kelvin) 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 Celsius la Kelvin 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 nu poartă simbolul gradului (°). 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 grade Celsius în Kelvin

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

Folosind această formulă, °C reprezintă temperatura în grade Celsius (cea pe care doriți să o convertiți) și nu un grad Celsius, iar rezultatul este direct în Kelvin. Pentru a evita confuzia între variabilele care apar în ecuație și unitățile de temperatură, este de preferat să nu plasați unitățile în momentul conversiei, ci doar valoarea numerică. După efectuarea operației, este plasat simbolul Kelvin (K).

Exemplu:

Să presupunem că vrem să convertim temperatura medie a corpului uman, care este de 37,00 °C, în Kelvin. Primul pas este să înlocuiți 37,00 cu °C în formulă (fără unități pentru a evita confuzia). Apoi se efectuează operația și în final se adaugă K:

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

Formula de mai sus, în ciuda faptului că este ușor de utilizat, provoacă adesea confuzie, deoarece unitățile nu pot fi incluse decât 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 grade Celsius, în timp ce T și θ reprezintă temperaturile în unitățile respective. Pentru a obține temperatura în Kelvin (adică T), este necesar să se rezolve doar T prin înmulțirea ambelor părți ale ecuației cu K.

Exemplu:

Să presupunem că doriți să transformați punctul de fierbere al argonului, care este -185,8 °C, în Kelvin. În acest caz, aveți θ = -185,8 °C și doriți să cunoașteți valoarea lui T. Deci, trebuie doar să introduceți θ în formulă și să rezolvați pentru T:

Este important de reținut că unitățile din primul termen din partea dreaptă se anulează, astfel încât numărul rezultat poate fi adăugat la 273,15. Acum, curățând T, care este temperatura în Kelvin (cea pe care o dorim), obținem:

Indicii pentru a converti grade Celsius în Kelvin

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

• Temperatura în Kelvin trebuie să fie întotdeauna mai mare decât temperatura în grade Celsius . De exemplu, dacă la transformarea 400 °C în Kelvin rezultatul dă 127 K, 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). Dacă, când convertiți o temperatură în Kelvin, rezultatul este, de exemplu, -150 K, conversia este greșită.

Conversia inversă, de la Kelvin la Celsius

Pentru a converti din Kelvin în grade Celsius, trebuie doar să rezolvați oricare dintre cele două ecuații, ceea ce implică scăderea a 273,15 din ambele părți ale formulei:

Sau, mai corect,

Cum se transformă Celsius în alte unități

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

Surse

• Atkins, P. & dePaula, J. (2008). Chimie fizică . (ed. a 8-a). Editorial Medical Panamerican.