| 기준 | 섭씨 (°C) | 켈빈 (°K) |
|---|---|---|
| Absolute zero | -273.15 °C | 0 °K |
| Freezing point of water | 0 °C | 273.15 °K |
| Average room temperature | 20 °C | 293.15 °K |
| Human body temperature | 37 °C | 310.15 °K |
| Boiling point of water | 100 °C | 373.15 °K |
섭씨도는 표준 대기압에서 물이 0 에서 얼고 100 에서 끓는 눈금 위의 온도 단위입니다. 기호는 도 기호 뒤에 C 를 붙인 것입니다. 세계 거의 모든 나라에서 일상의 온도 단위로 쓰이며, 그 1 도의 크기는 켈빈과 정확히 같습니다.
안데르스 셀시우스는 1742 년에 숫자를 거꾸로 하여 이 눈금을 제안했습니다. 물의 끓는점을 0, 어는점을 100 으로 삼은 것입니다. 뒤집은 사람이 셀시우스 자신인지, 칼 폰 린네인지, 기기 제작자 다니엘 엑스트룀인지는 논쟁이 있지만, 뒤집힘은 그의 죽음 뒤 몇 해 안에 일어났고 그 뒤로 눈금은 위로 올라갑니다. 두 세기 동안 백분도 눈금이라 불렸고 1948 년에 셀시우스를 기려 이름이 바뀌었는데, 프랑스와 에스파냐의 측량에서 백분도가 이미 직각의 100 분의 1 을 뜻했던 것도 한 이유였습니다.
오늘날의 정의는 더 이상 물을 전혀 언급하지 않습니다. 섭씨 눈금은 켈빈으로부터 정의되며 0 도는 정확히 273.15 켈빈으로 정해져 있고, 켈빈 자체는 2019 년부터 볼츠만 상수로 고정되었습니다. 물의 어는점과 끓는점은 이제 정의가 아니라 측정 결과이며, 모든 조건에서 꼭 0 이나 100 에 오지도 않습니다.
날씨를 화씨로 알리는 큰 나라는 미국뿐이고, 그 미국에서도 과학은 섭씨로 일합니다. 체온, 조리, 기상, 산업 공정 제어가 모두 이 단위를 쓰며, 두 기준점이 기억하기 쉬워서 대부분의 사람은 낯선 온도도 환산 없이 가늠할 수 있습니다.
여기서는 말본의 가름이 참뜻을 지닙니다. 온도는 섭씨 도로 적지만, 두 온도의 차는 켈빈으로 적습니다. 두 눈금이 같은 간격을 나누어 가지고, 영이 놓인 자리만 다르기 때문입니다. 그래서 열 셈은 온도 자체를 섭씨로 적을 때에도 비열을 1 킬로그램 1 켈빈마다의 줄로 나타냅니다. 섭씨 다섯 도의 오름은 꼭 다섯 켈빈의 오름입니다. 이 약속은 절대 온도와 온도 차를 섞는 셈을 만나기 전까지는 지나치게 잘다고 보입니다. 그때 둘을 갈라 두는 일만이 273.15 라는 어긋남이 식에 끼어드는 것을 막습니다.
0 섭씨도는 273.15 켈빈 또는 32 화씨도와 같고, 1 섭씨도의 변화는 1.8 화씨도의 변화와 같습니다.
켈빈은 국제단위계에서 열역학 온도의 기본 단위입니다. 기호는 K 이며 도 기호도 도 라는 낱말도 붙이지 않고 씁니다. 그래서 온도는 300 켈빈이라 적고 300 도 켈빈이라 하지 않습니다.
그 영점은 절대영도, 곧 입자의 열운동이 양자역학적 최솟값에 이르는 온도입니다. 그보다 차가울 수 없으므로 켈빈은 상대적 눈금이 아니라 절대 눈금이 됩니다. 이 성질은 물리학에서 중요합니다. 비가 뜻을 갖게 되기 때문입니다. 600 켈빈의 기체는 300 켈빈 기체의 두 배의 절대온도를 가지지만, 같은 온도를 섭씨나 화씨로 쓰면 그 말은 그저 거짓이 됩니다.
켈빈의 크기는 섭씨도의 크기와 같으므로 온도 차이는 둘에서 수치가 같습니다. 다른 것은 원점의 어긋남뿐이며 그 값은 정확히 273.15 입니다. 윌리엄 톰슨, 훗날의 켈빈 경은 1848 년에 절대 눈금을 제안했습니다. 열기관에 관한 카르노의 작업으로부터, 특정 물질에 의존하지 않는 열역학 온도가 있어야 한다고 추론한 것입니다.
2019 년부터 켈빈은 볼츠만 상수를 정확히 1.380649 곱하기 10 의 마이너스 23 제곱 줄 매 켈빈으로 고정하여 정의합니다. 그 전의 정의는 물의 삼중점을 썼는데, 이는 실재하는 물리적 정점이면서도 시료의 동위원소 조성에 좌우됩니다. 극저온공학, 천문학, 분광학, 그리고 사진과 조명의 색온도가 모두 이 단위를 쓰며, 그래서 전구의 따뜻한 흰빛은 2700 K, 주광색은 5500 K 로 팔립니다.
여러 분야가 이 자의 특정한 자리에 살고 있습니다. 우주 배경 복사는 2.725 켈빈, 액체 헬륨이 끓는 점은 4.2, 옛 갈래의 초전도는 약 20 아래에서 일합니다. 그래서 질소가 아니라 헬륨이 필요합니다. 액체 질소는 77 켈빈에서 끓고 값도 싸므로, 1986 년에 그 표시 위에서 초전도하는 물질이 발견된 일은 무엇이 이룰 만한 일인지를 바꾸었습니다. 반대쪽 끝에서는 백열등의 실이 2800 켈빈 가까이에서 빛나고, 해의 겉면은 5800, 그 속은 천오백만에 이릅니다. 이 모두를 물리적 영을 지닌 하나의 자로 나타낼 수 있다는 점이야말로 그런 견줌에 뜻을 줍니다.
0 켈빈은 마이너스 273.15 섭씨도와 같고, 273.15 켈빈은 0 섭씨도와 같습니다.