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Celsius

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A termômetro calibrado em graus Celsius

Celsius, também conhecido como centígrados, e é uma escala unidade de medida de temperatura . É nomeado após o sueco astrônomo Anders Celsius (1701-1744), que desenvolveu uma escala de temperatura semelhante. O grau Celsius (° C) pode referir-se a uma temperatura específica na escala de Celsius, bem como uma unidade para indicar uma temperatura intervalo, uma diferença entre dois valores de temperatura ou um incerteza. A unidade era conhecido até 1948 como "centígrados" a partir do centum Latina traduzido como 100 e gradus traduzido como "passos".

A partir de 1743 até 1954, 0 ° C, foi definido como o ponto de congelação da água e 100 ° C, definido como o ponto de ebulição da água, tanto a uma pressão de uma atmosfera padrão com mercúrio sendo o material de trabalho. Embora essas correlações de definição são comumente ensinada nas escolas de hoje, por acordo internacional a unidade "grau Celsius" ea escala Celsius estão actualmente definidos por duas temperaturas diferentes: zero absoluto , eo ponto triplo da VSMOW (especialmente água purificada). Esta definição também se refere exactamente a escala Celsius para o Kelvin escala, que define o SI da unidade de base da temperatura termodinâmica com o símbolo K. zero absoluto, a temperatura mais baixa possível no qual a matéria atinge mínimo de entropia , é definido como sendo precisamente 0 K e -273,15 ° C. A temperatura do ponto triplo da água é definida como precisamente 273,16 K e 0,01 ° C.

Esta definição corrige a amplitude de ambos os graus Celsius e a Kelvin com a maior precisão de 1 parte em 273,16 (cerca de 0,00366) da diferença entre zero absoluto e o ponto triplo da água. Assim, define a magnitude de um grau Celsius e que de um Kelvin como exactamente o mesmo. Além disso, estabelece a diferença entre os pontos nulos as duas escalas "como sendo precisamente 273,15 graus Celsius (-273,15 ° C = 0 K e 0 ° C = 273,15 K).

História

Uma ilustração de termômetro original de Anders Celsius. Note-se a escala invertida, onde 0 é o ponto de ebulição da água e 100 é o seu ponto de congelação.

Em 1742, o astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744) criada uma escala de temperatura, que foi a inversa da escala agora conhecido pelo nome de "Celsius": 0 representado o ponto de ebulição da água, enquanto que 100 representado o ponto de congelação da água. Nas suas observações de papel de dois graus persistentes em um termômetro, ele contou suas experiências mostrando que o ponto de fusão do gelo é essencialmente afetada pela pressão. Ele também determinada com precisão notável como o ponto de ebulição da água variou como uma função da pressão atmosférica. Ele propôs que o ponto de sua escala de temperatura zero, sendo o ponto de ebulição, seria calibrado na pressão barométrica média ao nível médio do mar. Esta pressão é conhecido como um atmosfera padrão. O 10 do BIPM Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), mais tarde definida uma atmosfera padrão para igualar precisamente 1 013 250 dines por centímetro quadrado (101,325 kPa).

Em 1743, o Lyonnais físico Jean-Pierre Christin, secretário permanente da Academia de Ciências, belles lettres et-artes de Lyon FR, que trabalha de forma independente de Celsius, desenvolvida numa escala de zero, onde representado o ponto de congelamento da água e 100 representado o ponto de ebulição da água. Em 19 de maio de 1743, ele publicou o desenho de um termómetro de mercúrio, o "Termômetro de Lyon" construído pelo artesão Pierre Casati que usou esta escala.

Em 1744, coincidente com a morte de Anders Celsius, o botânico sueco Carolus Linnaeus (1707-1778) reverteu escala de Celsius. Seu costume-made "linnaeus-termômetro", para uso em suas estufas, foi feita por Daniel Ekström, principal fabricante sueco de instrumentos científicos da época e cuja oficina foi localizado no porão do observatório de Estocolmo. Como muitas vezes aconteceu nesta era antes de comunicações modernas, numerosos físicos, cientistas e fabricantes de instrumentos são creditados com ter desenvolvido de forma independente essa mesma escala; entre eles estavam Pehr Elvius, o secretário da Academia Real Sueca de Ciências (que tinha uma oficina de instrumentos) e com quem Linnaeus tinha sido correspondente; Daniel Ekström [SV], o fabricante de instrumentos; e Mårten Stromer (1707-1770) que tinha estudado astronomia sob Anders Celsius.

O documento Sueco primeiro conhecido relatando temperaturas nesta "forward" escala Celsius moderno é o papel Hortus upsaliensis datado de 16 de dezembro de 1745 que Linnaeus escreveu a um aluno dele, Samuel Naucler. Nele, Linnaeus recontou as temperaturas dentro do laranjal no Jardim Botânico da Universidade de Uppsala:

"... Desde o caldarium (a parte quente do efeito estufa) pelo ângulo das janelas, apenas a partir dos raios do sol, obtém tal calor que o termômetro muitas vezes chega a 30 graus, embora o jardineiro afiado geralmente leva cuidado para não deixá-lo subir para mais de 20 a 25 graus, e no inverno não inferior a 15 graus ... "

Centígrados e Celsius

Desde o século 19, o científico e termometria comunidades em todo o mundo que se refere a esta escala como a escala centígrados. As temperaturas na escala Celsius foram frequentemente relatados simplesmente como graus ou, quando maior especificidade foi desejados, como graus centígrados. O símbolo para valores de temperatura nesta escala é ° C.

Porque o termo centígrados também foi o nome do idioma espanhol e francês para uma unidade de medida angular (1 / 10.000 de um ângulo reto) e tinha uma conotação semelhante em outros idiomas, o grau centesimal termo foi usado quando, linguagem inequívoca muito preciso era necessária por organismos internacionais de normalização, tais como o BIPM. O 9º CGPM e do CIPM ( Comitê Internacional de Pesos e Medidas) aprovou formalmente "grau Celsius" (símbolo: ° C) em 1948.

Não foi até fevereiro de 1985, a previsões divulgadas pela BBC mudado de "centígrados" para "Celsius".

Para uso científico, "Celsius" é o termo geralmente usado, com "centígrados", caso contrário continua a ser de uso comum, mas diminuindo, especialmente em contextos informais em países de língua Inglês (o "grau" francês é conhecido como o gradianos, graduado, ou gon em Inglês).

Temperaturas comuns

Alguns temperaturas fundamentais relacionados com a escala de Celsius para outras escalas de temperatura são mostrados na tabela abaixo.

Principais relações de escala
Kelvin Celsius Fahrenheit
Do zero absoluto
(Precisamente, por definição)
0 K -273,15 ° C -459,67 ° F
Ponto de ebulição de nitrogênio líquido 77.4 K -195,8 ° C -320,3 ° F
Ponto de sublimação do gelo seco . 195,1 K -78 ° C -108,4 ° F
Intersecção de graus Celsius e Fahrenheit escalas. 233,15 K -40 ° C -40 ° F
Ponto de fusão de H 2 O (gelo purificado) 273.1499 K -0,0001 ° C 31,99982 ° F
?gua de ponto triplo
(Precisamente, por definição)
273,16 K 0,01 ° C 32,018 ° F
Temperatura normal do corpo humano (média aproximada) 310. K 37,0 ° C 98.6 ° F
Ponto de ebulição da água em 1 atm (101,325 kPa)
(Aproximado: ver Ponto de ebulição )
373.1339 K 99,9839 ° C 211,971 ° F

Nome e símbolo tipográfica

O "grau Celsius" tem sido a única unidade SI cujo nome completo unidade contém uma letra maiúscula desde a base da unidade SI para a temperatura, o kelvin, tornou-se o nome próprio em 1967, substituindo o termo grau Kelvin. A forma plural é graus Celsius.

A regra geral do Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) é que o valor numérico sempre precede a unidade, e um espaço sempre é usado para separar a unidade a partir do número, por exemplo ", 30,2 ° C" (não "30,2 ° C" ou "30.2 ° C "). Assim, o valor da quantidade é o produto do número e da unidade, o espaço que está sendo considerado como um sinal de multiplicação (tal como um espaço entre as unidades implica a multiplicação). As únicas excepções a esta regra são para a unidade símbolos para grau, minuto e segundo para ângulo plano (°, "e", respectivamente), para os quais não é deixado espaço entre o valor numérico eo símbolo da unidade. Outros idiomas, e várias editoras, pode seguir diferentes regras tipográficos.

Caracteres Unicode

Unicode fornece um personagem de compatibilidade para o grau Celsius em U + 2103 (decimal 8451), para compatibilidade com Codificações CJK que proporcionam um tal carácter (como tal, na maior parte das fontes a largura é a mesma que para caracteres fullwidth). A sua aparência é semelhante à sintetizado digitando individualmente os seus dois componentes (°) e (C). Abaixo, está o caráter grau Celsius imediatamente seguido pela versão de dois componentes:

℃ ° C

Quando visto em computadores que suportam correctamente Unicode, a linha de cima pode ser semelhante à imagem na linha abaixo (ampliada para maior clareza):

Grau centígrado comparação Unicode

O decomposição canônica é simplesmente um sinal de grau ordinário e "C", por isso, alguns navegadores podem simplesmente exibir "° C" em seu lugar devido a Normalização Unicode.

Temperaturas e intervalos

O grau Celsius é um nome especial para o kelvin para uso em expressando temperaturas Celsius. O grau Celsius também está sujeita às mesmas regras que o kelvin que diz respeito ao uso de seu nome e símbolo da unidade. Assim, além de expressar temperaturas específicas ao longo de sua escala (por exemplo, " Gálio funde a 29,7646 ° C "e" A temperatura exterior é de 23 graus Celsius "), o grau Celsius também é adequado para expressar intervalos de temperatura: as diferenças entre as temperaturas ou as suas incertezas (por exemplo, "A saída do permutador de calor é mais quente por 40 graus Celsius", e "A incerteza padrão é de ± 3 ° C"). Devido a esta dupla utilização, não se deve contar com o nome da unidade ou o seu símbolo para indicar que uma quantidade é um intervalo de temperatura; ele deve ser inequívoca através do contexto ou declaração explícita de que a quantidade é um intervalo. Isso às vezes é resolvido usando o símbolo ° C (pronuncia-se "graus Celsius") para uma temperatura, e C ° (pronuncia-se "graus Celsius") para um intervalo de temperatura, embora este uso é não-padrão.

O que é muitas vezes confusa sobre a medida Celsius é que ele segue um sistema de intervalo, mas não um sistema de relação; que segue uma escala relativa não uma escala absoluta. Esta é colocada simplesmente por ilustra que, embora 10 ° C e 20 ° C têm o mesmo intervalo de diferença de 20 ° C e 30 ° C, a temperatura de 20 ° C não é o dobro da energia térmica do ar de 10 ° C. Como mostra esse exemplo, graus Celsius é uma medida intervalo útil, mas não possui as características do rácio mede como o peso ou a distância.

Coexistência de Kelvin e Celsius escalas

Na ciência e na engenharia, a escala Celsius ea escala Kelvin são muitas vezes utilizados em combinação em contextos íntimos, por exemplo, "... um valor medido foi de 0,01023 ° C com uma incerteza de 70 μK ...". Esta prática é admissível porque a magnitude do grau Celsius é igual à do Kelvin.

Não obstante o apoio oficial concedido por decisão # 3 da Resolução 3 da 13ª CGPM, que afirmou que "um intervalo de temperatura pode também ser expresso em graus Celsius", a prática de usar simultaneamente ° C e K permanece difundida em todo o mundo científico como o uso de SI prefixado formas do grau Celsius (por exemplo, "° C μ" ou "microdegrees Celsius") para expressar um intervalo de temperatura não foi bem adoptadas.

Fusão e ebulição pontos de água

Um dos efeitos de definição da escala Celsius no ponto triplo da Viena Padrão Médio Ocean Water ( VSMOW, 273,16 K e 0,01 ° C), e ao zero absoluto (0 K e -273,15 ° C), é que nem a fusão nem de ebulição ponto de água sob uma atmosfera padrão (101,325 kPa) continuam a ser pontos de definição para a escala Celsius. Em 1948, quando a Conferência Geral 9 de Pesos e Medidas ( CGPM) na Resolução 3 primeiro considerou o uso do ponto triplo da água como um ponto de definição, o ponto triplo foi tão perto de ser de 0,01 ° C maior do que conhecido ponto de fusão da água, foi simplesmente definida como precisamente 0,01 ° C. No entanto, as medições actuais mostram que a diferença entre os pontos triplos e de fusão de VSMOW é na verdade muito pouco (<0.001 ° C) maior do que 0,01 ° C. Assim, o ponto de fusão real de gelo é muito pouco (menos do que um milésimo de um grau) abaixo de 0 ° C. Além disso, a definição de ponto triplo da água a 273,16 K definido com precisão a magnitude de cada incremento de 1 ° C em termos de escala absoluta temperatura termodinâmica (referenciar zero absoluto). Agora dissociadas a partir do ponto de ebulição efectivo de água, o valor de "100 ° C" é mais quente do que 0 ° C em termos absolutos, por um factor de precisamente \ Textstyle \ frac {373,15} {273,15} (Aproximadamente 36,61% termodinamicamente mais quente). Quando aderir estritamente à definição de dois pontos para a calibração, o ponto de ebulição da VSMOW sob uma atmosfera padrão da pressão é na verdade 373.1339 K (99,9839 ° C). Quando calibrado para ITS-90 (um padrão de calibração que compreende muitos pontos de definição e comumente utilizado para a instrumentação de alta precisão), o ponto de ebulição VSMOW é um pouco menos, cerca de 99,974 ° C.

Esta diferença do ponto de ebulição de 16,1 millikelvin entre definição original da escala Celsius ea atual (com base em zero absoluto eo ponto triplo) tem pouco significado prático em aplicações comuns do cotidiano porque o ponto de ebulição da água é muito sensível a variações na pressão barométrica. Por exemplo, uma mudança de altitude de apenas 28 cm (11 in) faz com que o ponto de ebulição de mudar por um millikelvin.

Adoção mundial

Em todo o mundo, exceto nos Estados Unidos, Belize, Palau e os territórios de Puerto Rico, Guam e as Ilhas Virgens dos Estados Unidos da escala de temperatura Celsius é usada para praticamente todos os fins. As únicas exceções são algumas áreas de especialização (por exemplo, a física de baixa temperatura, astrofísica, temperatura luz na fotografia), onde a escala Kelvin intimamente relacionado domina vez.

A maioria dos campos de campo científico e de engenharia muitos inteiras usar a escala Celsius, ea sistema métrico em geral. No entanto, a maioria dos americanos continuam a ser mais acostumados com o Escala Fahrenheit, que é a escala que as emissoras e jornalistas dos EUA utilizam na previsão do tempo , embora o equivalente em Celsius às vezes é fornecida ao lado. Também é comumente utilizado em os EUA para a medição da temperatura corporal e uso doméstico, como cozinhar, e é a escala comumente visto em fornos e nas receitas. No Canadá, dispositivos de cozinha, literatura e embalagens incluem tanto cotações Fahrenheit e Celsius.

O Reino Unido tem aumentado gradualmente o uso da escala Celsius desde 1970 e é agora a escala de temperatura predominante utilizado, mas é amplamente chamado centígrados. Ocasionalmente emissoras e publicações citar as temperaturas do ar ao lado de Fahrenheit Celsius em previsões meteorológicas, e termômetros de ar de temperatura vendidos às vezes mostram ambas as escalas.

Tabela de conversão entre as diferentes unidades de temperatura

Fórmulas de conversão de temperatura Celsius
a partir Celsius para Celsius
Fahrenheit [° F] = [° C] × 9/5 + 32 [° C] = ([° C] - 32) × 5/9
Kelvin [K] = [° C] + 273,15 [° C] = [K] - 273.15
Rankine [° R] = ([° C] + 273,15) x 9/5 [° C] = ([° R] - 491,67) x 5/9
Para intervalos de temperatura, em vez de temperaturas específicas,
1 ° C = 1 K = 9/5 ° F = 9/5 ° R
As comparações entre diferentes escalas de temperatura

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