Hur man konverterar Celsius till Kelvin

Att veta hur man omvandlar grader Celsius till Kelvin är viktigt för varje student i kemi, fysik eller biologi eftersom temperatur är en variabel som ingriper i praktiskt taget alla naturfenomen. Denna omvandling är mycket enkel eftersom båda skalorna endast skiljer sig åt i positionen för skalans noll. Det är dock lättare att förstå och framför allt att komma ihåg om man förstår var båda skalorna kommer ifrån och hur de används.

Celsiusskala (°C)

Det är en temperaturskala som uppfanns 1742 av Anders Celsius, en svensk astronom. Denna skala är fastställd utifrån frys- och kokpunkterna för vatten vid havsnivån. Vattnets fryspunkt är referenspunkten till vilken temperaturen 0 °C tilldelades, medan kokpunkten tilldelades temperaturen 100 °C, vilket är anledningen till att den ursprungligen kallades för Celsius temperaturskalan. , en valör som fortfarande håller idag i allmänt bruk.

Celsiusskalan är en relativ temperaturskala. Det betyder att den inte mäter en kropps absoluta temperatur, utan bara uttrycker hur mycket högre eller lägre dess temperatur är jämfört med referenstemperaturen, i detta fall den för vattnets smält- eller fryspunkt. Den andra referenstemperaturen används för att bestämma ”storleken” på graden Celsius.

Kelvin och den absoluta temperaturskalan (K)

Till skillnad från Celsius- eller Celsiusskalan är Kelvinskalan en absolut temperaturskala, eftersom den inte beror på någon referenspunkt. Noll på Kelvin-skalan indikerar faktiskt frånvaron av termisk energi i en kropp. Det vill säga 0 på Kelvin-skalan är temperaturens absoluta nollpunkt, det kan inte finnas någon temperatur under den. Det etablerades av William Thompson (även känd av hans jämnåriga, Lord Kelvin) 1848, som tilldelade varje enhet på hans skala samma storlek som graden på Celsiusskalan. Detta gör omvandlingen från Celsius till Kelvin mycket lättare, eftersom den enda skillnaden mellan de två skalorna är läget för den absoluta nollpunkten, vilket motsvarar -273,15 °C.

Det bör noteras att enheten på Kelvinskalan kallas Kelvin och dess symbol är K ; det kallas inte en Kelvin ”grad” och har inte heller gradsymbolen (°). Det är just för att det är en absolut och inte en relativ skala. Till exempel läses 273 K tvåhundrasjuttiotre Kelvin och inte tvåhundrasjuttiotre ”grader” Kelvin.

Formel för att omvandla grader Celsius till Kelvin

För att omvandla grader Celsius till Kelvin är det bara nödvändigt att ta temperaturen i grader Celsius och lägga till 273,15. Det skrivs vanligtvis:

Med den här formeln representerar °C temperaturen i grader Celsius (den du vill konvertera) och inte en grad Celsius, och resultatet är direkt i Kelvin. För att undvika förväxling mellan de variabler som förekommer i ekvationen och temperaturenheterna är det bättre att inte placera enheterna vid tidpunkten för omvandlingen, utan endast det numeriska värdet. Efter att ha utfört operationen placeras Kelvin-symbolen (K).

Exempel:

Anta att vi vill omvandla medeltemperaturen i människokroppen, som är 37,00 °C, till Kelvin. Det första steget är att ersätta 37.00 för °C i formeln (utan enheter för att undvika förvirring). Därefter utförs operationen och slutligen läggs K till:

En mer korrekt form av formeln för att konvertera Celsius till Kelvin

Ovanstående formel, trots att den är lätt att använda, orsakar ofta förvirring eftersom enheter inte kan inkluderas annat än i slutet. För att undvika detta är det att föredra att använda en mer korrekt form av samma ekvation. I många böcker om fysik och termodynamik representeras absolut temperatur av bokstaven T, medan relativ temperatur i grader Celsius representeras av den grekiska bokstaven θ ( theta , som är t i det grekiska alfabetet). Den tidigare formeln är alltså:

I detta fall representerar K och °C enheterna Kelvin och grader Celsius, medan T och θ representerar temperaturerna i respektive enheter. För att få temperaturen i Kelvin (det vill säga T), är det bara nödvändigt att lösa för T genom att multiplicera båda sidor av ekvationen med K.

Exempel:

Anta att du vill omvandla kokpunkten för argon, som är -185,8 °C, till Kelvin. I det här fallet har du θ = -185,8 °C och du vill veta värdet på T. Så du behöver bara koppla in θ i formeln och lösa för T:

Det är viktigt att notera att enheterna i den första termen på höger sida tar bort, så det resulterande numret kan läggas till 273,15. När vi nu rensar T, vilket är temperaturen i Kelvin (den vi vill ha), får vi:

Ledtrådar för att omvandla grader Celsius till Kelvin

När en enhetsomvandling utförs är det viktigt att kontrollera att resultatet är vettigt, eftersom även den mest erfarna ingenjören kan göra ett misstag, även när man använder så enkla formler som denna. Vid omvandlingar från Celsius till Kelvin och vice versa måste man i det ena fallet lägga till 273,15 och i det andra får man subtrahera, och det är väldigt vanligt att man glömmer när man ska göra det ena eller det andra. För att säkerställa att konverteringen alltid utförs korrekt kan följande två ledtrådar beaktas:

• Temperaturen i Kelvin måste alltid vara högre än temperaturen i grader Celsius . Till exempel, om resultatet vid transformation av 400 °C till Kelvin ger 127 K, är omvandlingen fel, eftersom temperaturen i Kelvin aldrig kan vara lägre än temperaturen i °C.
• Temperaturen i Kelvin kan aldrig vara negativ , eftersom det är en absolut skala och minimivärdet är noll (inga enheter, bara noll). Om, när du omvandlar en temperatur till Kelvin, resultatet blir, säg, -150 K, är omvandlingen fel.

Den omvända omvandlingen, från Kelvin till Celsius

För att konvertera från Kelvin till grader Celsius behöver du bara lösa någon av de två ekvationerna, vilket innebär att subtrahera 273,15 från båda sidor av formeln:

Eller rättare sagt,

Hur man konverterar Celsius till andra enheter

Temperaturen i grader Celsius kan omvandlas till vilken annan temperaturskala som helst, vare sig den är relativ eller absolut. Du kan till exempel också konvertera grader Celsius till Fahrenheit (som är en relativ skala) eller så kan du konvertera grader Celsius till Rankine (som är en absolut skala).

Källor

• Atkins, P. & dePaula, J. (2008). Fysikalisk kemi . (8:e upplagan). Panamerican Medical Editorial.