Omrekenen van Celsius naar Kelvin

Informatie over de Celsius (°C)

De graad Celsius is een temperatuureenheid op een schaal waarop water bij 0 bevriest en bij 100 kookt onder normale luchtdruk. Het symbool is het gradenteken gevolgd door C. Het is de alledaagse temperatuureenheid van vrijwel elk land ter wereld, en de graad is precies even groot als de kelvin.

Anders Celsius stelde de schaal in 1742 voor met de getallen omgekeerd: 0 voor het kookpunt van water en 100 voor het vriespunt. Of Celsius zelf, Carl Linnaeus of instrumentmaker Daniel Ekström haar omdraaide is omstreden, maar de omkering vond plaats binnen enkele jaren na zijn dood en de schaal loopt sindsdien omhoog. Twee eeuwen lang heette zij de centigradeschaal en in 1948 werd zij naar Celsius vernoemd, mede omdat centigrade in de Franse en Spaanse landmeetkunde al een honderdste van een rechte hoek betekende.

De moderne definitie verwijst helemaal niet meer naar water. De Celsiusschaal wordt gedefinieerd vanuit de kelvin, met nul graden Celsius vastgesteld op precies 273,15 kelvin, en de kelvin zelf sinds 2019 vastgelegd door de constante van Boltzmann. Het vries- en kookpunt van water zijn nu gemeten uitkomsten en geen definities, en geen van beide valt onder alle omstandigheden precies op 0 of 100.

De Verenigde Staten zijn het enige grote land dat het weer in Fahrenheit meldt, en zelfs daar werken de wetenschappen in Celsius. Lichaamstemperatuur, koken, weer en industriële procesbesturing gebruiken de eenheid, en haar twee ankerpunten zijn gedenkwaardig genoeg dat de meeste mensen een onbekende temperatuur zonder omrekening kunnen schatten.

Een onderscheid van spraakkunst draagt hier een echte betekenis. Een temperatuur wordt in graden Celsius geschreven, maar een verschil tussen twee temperaturen in kelvin, want beide schalen delen hetzelfde interval en verschillen alleen in waar de nul ligt. Warmteberekeningen geven de soortelijke warmte daarom in joule per kilogram en kelvin, ook wanneer de temperaturen zelf in Celsius worden vermeld, en een stijging van vijf graden Celsius is een stijging van precies vijf kelvin. De afspraak lijkt muggenzifterij tot een berekening een absolute temperatuur met een temperatuurverschil vermengt; dan is ze uit elkaar houden het enige dat een verschuiving van 273,15 uit het rekenwerk weert.

Nul graden Celsius is gelijk aan 273,15 kelvin of 32 graden Fahrenheit, en een verandering van één graad Celsius komt overeen met een verandering van 1,8 graden Fahrenheit.

Informatie over de Kelvin (°K)

De kelvin is de basiseenheid van thermodynamische temperatuur in het Internationale Stelsel van Eenheden. Het symbool is K, geschreven zonder gradenteken en zonder het woord graad, dus temperaturen worden opgegeven als 300 kelvin en niet als 300 graden kelvin.

Haar nulpunt is het absolute nulpunt, de temperatuur waarbij de thermische beweging van deeltjes haar kwantummechanische minimum bereikt. Kouder kan niet, waardoor de kelvin een absolute en geen relatieve schaal is. Die eigenschap doet ertoe in de natuurkunde omdat verhoudingen betekenis krijgen: een gas bij 600 kelvin heeft tweemaal de absolute temperatuur van een gas bij 300, een uitspraak die eenvoudigweg onwaar is als dezelfde temperaturen in Celsius of Fahrenheit worden geschreven.

De grootte van de kelvin is gelijk aan die van de graad Celsius, zodat temperatuurverschillen in beide numeriek hetzelfde zijn. Alleen de verschuiving verschilt, en die is precies 273,15. William Thomson, later lord Kelvin, stelde de absolute schaal in 1848 voor en leidde uit Carnots werk over warmtemachines af dat er een thermodynamische temperatuur moest bestaan die van geen enkele stof afhangt.

Sinds 2019 wordt de kelvin gedefinieerd door de constante van Boltzmann vast te leggen op precies 1,380649 maal tien tot de macht min drieëntwintig joule per kelvin. De vorige definitie gebruikte het tripelpunt van water, een echt fysisch vast punt dat niettemin afhangt van de isotopensamenstelling van het monster. Cryotechniek, sterrenkunde, spectroscopie en kleurtemperatuur in fotografie en verlichting gebruiken de eenheid, en daarom wordt een warmwitte lamp verkocht als 2700 K en daglicht als 5500 K.

Hele vakgebieden wonen op bepaalde punten van de schaal. De kosmische achtergrondstraling ligt bij 2,725 kelvin, het kookpunt van vloeibaar helium bij 4,2, en supergeleiders van de oudere soort werken beneden ongeveer 20, waarom zij helium in plaats van stikstof vergen. Vloeibare stikstof kookt bij 77 kelvin en is goedkoop, zodat de ontdekking in 1986 van stoffen die boven dat merk supergeleiden veranderde wat haalbaar was. Aan het andere eind gloeit een lampdraad nabij 2800 kelvin, het oppervlak van de Zon ligt bij 5800 en haar kern haalt vijftien miljoen. Dit alles op één schaal met een natuurkundig nulpunt uitdrukken is wat zulke vergelijkingen betekenis geeft.

Nul kelvin is gelijk aan min 273,15 graden Celsius, en 273,15 kelvin is gelijk aan 0 graden Celsius.