Miten voit muuntaa Celsiuksen Kelviiniksi?

Mikä on lämpötila?

Lämpötila on kohteen kuumuuden tai kylmyyden intensiteetti. Termodynaaminen lämpötila voidaan määritellä kohteen molekyylien (tai atomien) kineettisen energian mittariksi. Mitä nopeammin molekyylit liikkuvat objektissa, sitä suurempi kineettinen energia ja lämpötila ovat.

Toinen lähestymistapa lämpötilan määrittelemiseksi on tarkastella kahta eri metallista koostuvaa kohdetta (lämpöjohtimet). Kun näitä esineitä pidetään kontaktissa riittävän kauan, ne saavuttavat ”lämpö-tasapainon” tilan. Tasapaino tarkoittaa, että kohteet eivät enää siirrä mitään netto- (lämpö) energiaa toisiinsa. Sitten sanoisimme, että annetut kaksi kohdetta ovat samassa lämpötilassa. Tämä on ominaisuus, jota voidaan käyttää lämpötilan mittaamiseen. Kun pidämme kohteen kanssa kosketuksessa olevan lämpömittarin (jonka lämpötila selvitetään), kohteen lämpötila voidaan määrittää, kun tasapaino on saavutettu. Hyvin kuumien, liikkuvien tai kaukana olevien kohteiden osalta lämpötilan mittaamiseen käytetään yleensä infrapunasäteilyn intensiteettiä. Tutkijat ovat myös kehittäneet lämpömittareita, jotka toimivat mittaamalla kaasun äänen nopeutta.

Lämpötila-asteikot

Kolme yleisesti käytettyä lämpötila-astetta ovat Celsius (C), Fahrenheit (F) ja Kelvin (K). Neljäs asteikko, Rankine (R), käytetään joihinkin teknisiin tarkoituksiin. Tällä asteikolla asteen koko on sama kuin Fahrenheitin mittakaavassa ja sen nolla on absoluuttisen nolla. Kelvin on kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) lämpötilan perusyksikkö.

Celsius-asteikko

Celsius-asteikko keksi ruotsalainen tähtitieteilijä Anders Celsius. Tässä mittakaavassa veden jäätymis- ja kiehumispisteiden lämpötilojen ero on jaettu 100 yksikköön tai asteeseen. Jäähdytyspiste on asetettu 0 ° C: een ja kiehumispiste asetetaan 100 ° C: een, molemmat vakiopaineessa. Tätä asteikkoa kutsutaan usein senttimetreiksi, koska kahden määritellyn pisteen (veden jäätymis- ja sulamispisteet) välinen kuilu on 100 astetta.

Kelvin-asteikko

Kun materiaalit jäähdytetään, ne menettävät lämpöä ja niiden lämpötila laskee. Teoriassa voimme pitää esineen jäähtymässä, kunnes ei enää ole lämpöä jäljellä. Lämpötilaa kutsutaan absoluuttiseksi nollaksi. Kelvin-asteikon nolla on asetettu tässä vaiheessa. Koska absoluuttisen nollan alapuolella ei ole lämpötilaa, Kelvin-asteikolla ei ole negatiivisia lämpötiloja. Tässä mittakaavassa veden jäätymispiste on 273, 15 K ja sen kiehumispiste on 373, 15 K.

Muuntaminen Celsiuksen ja Kelvinin välillä

Sekä Kelvin- että Celsius-asteikoissa veden jäätymispisteen ja sen kiehumispisteen välinen ero on 100 yksikköä. Siksi voimme sanoa 1 K = 1 astetta. Molempien asteikkojen lähtöpisteet ovat kuitenkin erilaiset. Kelvin-asteikko alkaa absoluuttisesta nollasta ja tässä mittakaavassa vesi jäätyy 273, 15 K: n lämpötilaan. Toisaalta Celsius-asteikolla nolla (0 astetta) asetetaan veden jäätymispisteeseen. Vastaamaan kahta astetta, sanomme, että veden jäätymispiste = 273 K = 0 astetta. Toisin sanoen K = C + 273, 15 tai C = K - 273, 15.