Celzijeva temperaturna lestvica

Zgodovina

Leta 1742 je Anders Celsius izdelal "obrnjeno" različico sodobne Celsijeve temperaturne lestvice. V tej lestvici je bila ničla vrelišče vode, 100 pa tališče ledu. V svojem članku Opazovanja dveh stalnih stopinj na termometru je opisal svoje poskuse. Pokazal je, da zračni tlak v bistvu ne vpliva na tališče ledu. Led bi se spremenil v vodo pri enaki temperaturi, ne glede na to, ali bi bil na morski gladini ali na gori. To pa ni veljalo za vrelišče vode. Voda bi lažje zavrela pri manjšem tlaku (na gori). Odločil se je, da bo ničla na njegovi temperaturni lestvici (vrelišče vode) določena pri standardnem barometričnem tlaku na ravni morja. Ta tlak je znan kot ena atmosfera. Leta 1954 je Resolucija 4 10. Generalne konference za uteži in mere (CGPM) določila, kaj natančno je ena standardna atmosfera (101,325 kPa ali 14,6959 psi).  

Leta 1744, ko je umrl Anders Celsius, je slavni švedski botanik Carolus Linnaeus (1707-1778) pri nakupu svojega prvega termometra uporabil obrnjeno različico Celsijeve lestvice. Ta je imel lestvico, na kateri je nič pomenilo tališče ledu, 100 pa vrelišče vode, podobno kot jo uporabljamo danes. Njegov "Linnaeusov termometer", ki ga je uporabljal v svojih rastlinjakih, je po meri izdelal Daniel Ekström, takrat vodilni švedski izdelovalec znanstvenih instrumentov. Ekstömova delavnica je bila v kleti stockholmskega observatorija. Kot se je pogosto dogajalo v tej dobi pred modernimi komunikacijami, je veliko fizikov, znanstvenikov in izdelovalcev instrumentov neodvisno izdelalo isto merilno skalo; med njimi so bili Pehr Elvius, tajnik Švedske kraljeve akademije znanosti (ki je imela delavnico za izdelavo instrumentov), s katerim se je pogovarjal tudi Linneus, Christin iz Lyona, izdelovalec instrumentov Daniel Ekström in Mårten Strömer (1707-1770), ki je študiral astronomijo pri Andersu Celsiju.

Prvi znani dokument, v katerem so temperature navedene v tej sodobni "napredni" Celzijevi lestvici, je dokument Hortus Upsaliensis z datumom 16. december 1745, ki ga je Linneus napisal svojemu študentu Samuelu Nauclerju. V njem je poročal o temperaturah v oranžeriji botaničnega vrta Univerze v Uppsali:

...saj se v kaldariju (vročem delu rastlinjaka) zaradi naklona oken in zgolj zaradi sončnih žarkov segreje tako, da termometer pogosto doseže 30 stopinj, čeprav zagreti vrtnarji običajno pazijo, da se temperatura ne dvigne na več kot 20 do 25 stopinj, pozimi pa ne pod 15 stopinj...

Naslednjih 204 let so znanstvene in termometrične skupnosti po vsem svetu to lestvico imenovale "stopinjska lestvica". Temperature na stopinjski lestvici so bile pogosto navedene kot "stopinje" ali "stopinje Celzija". Simbol za vrednosti temperature na tej lestvici je bil °C (v več oblikah skozi leta). Ker je bilo ime "centigrade" tudi špansko in francosko ime za enoto za merjenje kota (stotina pravega kota) in je imelo podoben pomen v drugih jezikih, so izraz "stopinja centigrada" uporabljali, kadar je bil za mednarodno komunikacijo potreben zelo natančen in jasen jezik, na primer Mednarodni urad za uteži in mere (BIPM). 9. Generalna konferenca za uteži in mere (CGPM) in Mednarodni odbor za uteži in mere (CIPM) sta se leta 1948 uradno odločila za uporabo "stopinje Celzija" (simbol: °C).

Leta 1948 so se za uporabo besede Celzij odločili iz treh razlogov:

1. Vse običajne temperaturne lestvice so imele svoje enote po nekom, ki je bil z njimi tesno povezan: Kelvin, Celzij, Fahrenheit, Réaumur in Rankine.
2. Simbol °C, ki se je stoletja uporabljal v povezavi z imenom centigrade, se je lahko še naprej uporabljal, vendar je zdaj pomenil Celzij. (Linnaeus je imel pomemben del sodobne lestvice, vendar jo je prvi razvil Celzij).
3. Novo ime je pomenilo, da je centigrade spet lahko pomenil le francosko ime za enoto za merjenje kota.

Vendar je trajalo skoraj dve desetletji, da so v šolskih učbenikih iz stopinj Celzija prešli na stopinje Celzija, in mnogi ljudje še danes uporabljajo staro ime.

Primeri

• Na Celzijevi lestvici voda zamrzne pri 0° in zavre pri 100°.
• Sobna temperatura je približno 20 °C.
• Absolutna ničla (najhladnejša možna temperatura) je -273,15 °C.
• Na Antarktiki je pozimi lahko od -80 do -90 °C.
• Človeška telesna temperatura je običajno 37 °C.

Pretvorbe temperature

• Če želimo temperaturo v stopinjah Celzija pretvoriti v kelvine, moramo dodati 273,15. Na primer, 0 stopinj Celzija, pri kateri voda zamrzne, je 273,15 kelvinov.
• Če želimo temperaturo v kelvinih pretvoriti v stopinje Celzija, moramo odšteti 273,15. Na primer, 310 K je enaka temperaturi 36,85 °C, kar je približno temperatura človeškega telesa.
• Če želite temperaturo v stopinjah Celzija spremeniti v stopinje Fahrenheita, jo morate pomnožiti z 9/5 in dodati 32: F = (9/5)C + 32.
• Če želite temperaturo v stopinjah Fahrenheita pretvoriti v stopinje Celzija, morate odšteti 32 in rezultat pomnožiti s 5/9: C = (F - 32) * 5/9.