Omregning fra Celsius til Kelvin

Information om Celsius (°C)

Grad celsius er en temperaturenhed på en skala, hvor vand fryser ved 0 og koger ved 100 under normalt lufttryk. Symbolet er gradtegnet efterfulgt af C. Det er den daglige temperaturenhed i næsten alle lande i verden, og dens grad er nøjagtigt lige så stor som kelvinen.

Anders Celsius foreslog skalaen i 1742 med tallene omvendt: 0 for vandets kogepunkt og 100 for dets frysepunkt. Om det var Celsius selv, Carl von Linné eller instrumentmageren Daniel Ekström, der vendte den, er omstridt, men vendingen skete inden for få år efter hans død, og skalaen har stiget opad lige siden. Den hed centigradskalaen i to århundreder og blev omdøbt efter Celsius i 1948, blandt andet fordi centigrad allerede betød en hundrededel af en ret vinkel i fransk og spansk landmåling.

Den moderne definition henviser slet ikke længere til vand. Celsiusskalaen defineres ud fra kelvinen, med nul grader celsius sat til nøjagtigt 273,15 kelvin, og kelvinen selv fastlagt af Boltzmanns konstant siden 2019. Vandets fryse- og kogepunkter er nu målte resultater og ikke definitioner, og ingen af dem falder præcist på 0 eller 100 under alle betingelser.

USA er det eneste store land, der melder vejr i fahrenheit, og selv der arbejder videnskaberne i celsius. Kropstemperatur, madlavning, vejr og industriel processtyring bruger enheden, og dens to holdepunkter er mindeværdige nok til, at de fleste kan skønne en ukendt temperatur uden omregning.

En grammatisk skelnen bærer her en virkelig betydning. En temperatur skrives i grader Celsius, men en forskel mellem to temperaturer skrives i kelvin, for de to skalaer deler samme interval og adskiller sig kun i, hvor nullet ligger. Varmeberegninger angiver derfor den specifikke varmekapacitet i joule pr. kilogram og kelvin, selv når temperaturerne selv gives i Celsius, og en stigning på fem grader Celsius er en stigning på præcis fem kelvin. Reglen virker pedantisk, indtil en beregning blander en absolut temperatur med en temperaturforskel; da er det eneste, der hindrer en forskydning på 273,15 i at snige sig ind i regnestykket, at man holder dem adskilt.

Nul grader celsius svarer til 273,15 kelvin eller 32 grader fahrenheit, og en ændring på én grad celsius svarer til en ændring på 1,8 grader fahrenheit.

Information om Kelvin (°K)

Kelvinen er basisenheden for termodynamisk temperatur i Det Internationale Enhedssystem. Symbolet er K, skrevet uden gradtegn og uden ordet grad, så temperaturer angives som 300 kelvin og ikke som 300 grader kelvin.

Dens nulpunkt er det absolutte nulpunkt, den temperatur, hvor partiklernes termiske bevægelse når sit kvantemekaniske minimum. Koldere kan det ikke blive, hvilket gør kelvinen til en absolut og ikke en relativ skala. Den egenskab har betydning i fysikken, fordi forhold bliver meningsfulde: en gas ved 600 kelvin har dobbelt så høj absolut temperatur som en ved 300, et udsagn, der ganske enkelt er falsk, hvis de samme temperaturer skrives i celsius eller fahrenheit.

Kelvinens størrelse er identisk med grad celsius størrelse, så temperaturforskelle bliver talmæssigt ens i begge. Kun forskydningen adskiller sig, og den er nøjagtigt 273,15. William Thomson, senere lord Kelvin, foreslog den absolutte skala i 1848 og sluttede ud fra Carnots arbejder om varmemaskiner, at der måtte findes en termodynamisk temperatur uafhængig af ethvert enkelt stof.

Siden 2019 defineres kelvinen ved at fastsætte Boltzmanns konstant til nøjagtigt 1,380649 gange ti opløftet til minus treogtyve joule pr. kelvin. Den tidligere definition brugte vandets tripelpunkt, et virkeligt fysisk fikspunkt, der dog afhænger af prøvens isotopsammensætning. Kryoteknik, astronomi, spektroskopi og farvetemperatur inden for fotografi og belysning bruger enheden, og derfor sælges en varmhvid pære som 2700 K og dagslys som 5500 K.

Hele fagområder bor på bestemte punkter af skalaen. Den kosmiske baggrundsstråling ligger ved 2,725 kelvin, flydende heliums kogepunkt ved 4,2, og superledere af den ældre slags arbejder under omkring 20, hvilket er grunden til, at de kræver helium i stedet for kvælstof. Flydende kvælstof koger ved 77 kelvin og er billigt, så opdagelsen i 1986 af materialer, der superleder over det mærke, ændrede, hvad der var gørligt. I den anden ende lyser en glødetråd nær 2800 kelvin, Solens overflade ligger ved 5800, og dens kerne når femten millioner. At udtrykke alt dette på én enkelt skala med et fysisk nulpunkt er det, der gør sådanne sammenligninger meningsfulde.

Nul kelvin svarer til minus 273,15 grader celsius, og 273,15 kelvin svarer til 0 grader celsius.