Celsius

La termómetro calibrado en grados centígrados

Celsius, también conocido como centígrados, es una escala y unidad de medida de temperatura . Lleva el nombre de la sueca astrónomo Anders Celsius (1701-1744), quien desarrolló una escala de temperatura similar. El grado Celsius (° C) puede referirse a una temperatura específica en la escala de Celsius, así como una unidad para indicar una temperatura intervalo, una diferencia entre dos temperaturas o una la incertidumbre. La unidad era conocida hasta 1948 como "centígrados" de la centum América traducido como 100 y Gradus traducido como "pasos".

Desde 1743 hasta 1954, 0 ° C se define como el punto de congelación del agua y 100 ° C se define como el punto de ebullición del agua, tanto a una presión de una atmósfera estándar con mercurio siendo el material de trabajo. Aunque estas correlaciones que definen comúnmente se les enseña en las escuelas de hoy en día, por acuerdo internacional la unidad "grado Celsius" y la escala Celsius están actualmente definidas por dos temperaturas diferentes: cero absoluto , y la punto de triples VSMOW (especialmente agua purificada). Esta definición también se refiere precisamente la escala Celsius a la Kelvin escala, que define el SI unidad básica de temperatura termodinámica con el símbolo K. cero absoluto, la temperatura más baja posible en la que la materia alcanza mínima entropía , se define como, precisamente, 0 K y -273,15 ° C. La temperatura de la punto triple del agua se define como precisamente 273,16 K y 0,01 ° C.

Esta definición fija la magnitud de tanto el grado Celsius y el kelvin con la mayor precisión de 1 parte en 273,16 (aproximadamente 0,00366) de la diferencia entre el cero absoluto y el punto triple del agua. Por lo tanto, se establece la magnitud de un grado Celsius y que uno de kelvin como exactamente el mismo. Además, se establece la diferencia entre puntos nulos los dos escalas 'como siendo precisamente 273,15 grados Celsius (-273,15 ° C = 0 K y 0 ° C = 273.15 K).

Historia

Una ilustración de termómetro original Anders Celsius. Tenga en cuenta la escala invertida, donde 0 es el punto de ebullición del agua y 100 es su punto de congelación.

En 1742, el astrónomo sueco Anders Celsius (1701-1744) creó una escala de temperatura que era el reverso de la escala que hoy se conoce con el nombre "C": 0 representaba el punto de ebullición del agua, mientras que 100 representa el punto de congelación del agua. En sus observaciones de papel de dos grados persistentes en un termómetro, hizo un recuento de sus experimentos muestran que el punto de fusión del hielo es esencialmente afectadas por la presión. También determinó con notable precisión cómo el punto de ebullición del agua varió en función de la presión atmosférica. Propuso que la punta de la escala de temperatura cero, siendo el punto de ebullición, se calibra en la presión barométrica media a nivel medio del mar. Esta presión es conocido como uno atmósfera estándar. La 10a del BIPM Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) define más adelante una atmósfera estándar para igualar con precisión 1 013 250 dinas por centímetro cuadrado (101,325 kPa).

En 1743, la Lyonnais físico Jean-Pierre Christin, secretario permanente de la Academia de Ciencias, Bellas Letras y Artes de Lyon ^FR, trabajando independientemente de Celsius, desarrolló una escala donde cero representa el punto de congelación del agua y 100 representados el punto de ebullición del agua. El 19 de mayo 1743 publicó el diseño de un termómetro de mercurio, el "Termómetro de Lyon", construida por el artesano Pedro Casati que utilizaba esta escala.

En 1744, coincidiendo con la muerte de Anders Celsius, el botánico sueco Carlos Linneo (1707-1778) invirtió la escala de Celsius. Su medida "linnaeus-termómetro", para el uso en sus invernaderos, fue hecha por Daniel Ekström, el fabricante líder de Suecia de instrumentos científicos en el momento y cuyo taller estaba ubicado en el sótano del observatorio de Estocolmo. Como solía ocurrir en esta época antes de comunicaciones modernas, numerosos físicos, científicos y fabricantes de instrumentos se acreditan con haber desarrollado de manera independiente esta misma escala; entre ellos estaban Pehr Elvius, el secretario de la Real Academia Sueca de Ciencias (que tenía un taller de instrumentos) y con el que Linneo había estado correspondiente; Daniel Ekström ^[SV], el fabricante de instrumentos; y Mårten Strömer (1707-1770) que había estudiado astronomía bajo Anders Celsius.

El documento Sueco primero conocido informes temperaturas en esta moderna "hacia adelante" escala Celsius es el papel Hortus Upsaliensis de fecha 16 de diciembre 1745 que Linneo escribió a un alumno suyo, Samuel Nauclér. En ella, Linnaeus relató las temperaturas en el interior del invernadero en el Jardín Botánico de la Universidad de Uppsala:

"... Desde el caldarium (la parte caliente del invernadero) por el ángulo de las ventanas, sólo a partir de los rayos del sol, obtiene tal calor que el termómetro a menudo alcanza los 30 grados, aunque el jardinero afilado toma generalmente no preocuparse dejar que suba a más de 20 a 25 grados y en invierno no menos de 15 grados ... "

Centígrados y Celsius

Desde el siglo 19, el científico y comunidades de termometría en todo el mundo a que se refiere esta escala como la escala centígrada. Las temperaturas en la escala centígrada a menudo se informó simplemente como grados o, cuando se deseaba una mayor especificidad, como grados centígrados. El símbolo de los valores de temperatura en esta escala es ° C.

Porque el término centígrados fue también el nombre de la lengua española y francesa por una unidad de medida angular (1 / 10.000 de un ángulo recto) y tenía una connotación similar en otros idiomas, se utilizó el grado centesimal plazo cuando se requería un lenguaje muy preciso, sin ambigüedades por los organismos internacionales de normalización, tales como la BIPM. El noveno CGPM y del CIPM ( Comité Internacional de Pesas y Medidas) adoptó formalmente "grado Celsius" (símbolo: ° C) en 1948.

No fue hasta febrero de 1985 cuando el previsiones emitidas por la BBC cambiaron de "centígrados" a "C".

Para uso científico, "Celsius" es el término que se utiliza por lo general, con "centígrados" de lo contrario continuar siendo de uso común pero disminuyendo, especialmente en contextos informales en los países de habla Inglés (el "grado" francés que se conoce como la centesimales, graduado, o gon en Inglés).

Temperaturas comunes

Algunos temperaturas clave relacionados la escala Celsius a otras escalas de temperatura se muestran en la siguiente tabla.

Nombre y símbolo de la composición tipográfica

El "grado Celsius" ha sido la única unidad del SI cuya plena unidad nombre contenga una letra mayúscula ya que la unidad básica del SI para la temperatura, el kelvin, se convirtió en el nombre propio en 1967 sustituyendo el término grado Kelvin. La forma plural es grados Celsius.

La regla general de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), es que el valor numérico precede siempre a la unidad, y un espacio siempre se utiliza para separar la unidad de la serie, por ejemplo, "30.2 ° C" (no "30.2 ° C" o "30.2 ° C "). Así, el valor de la cantidad es el producto del número y la unidad, el espacio que está siendo considerado como un signo de multiplicación (tal como un espacio entre las unidades implica multiplicación). Las únicas excepciones a esta regla son para la unidad símbolos de grado, minuto y segundo de ángulo plano (°, "y", respectivamente), para lo cual se deja ningún espacio entre el valor numérico y el símbolo de la unidad. Otros idiomas, y varias editoriales, pueden seguir diferentes normas tipográficos.

De caracteres Unicode

Unicode proporciona un carácter de compatibilidad para el grado Celsius en U + 2103 (decimal 8451), para la compatibilidad con Codificaciones CJK que proporcionan un carácter tal (como tal, en la mayoría de las fuentes de la anchura es la misma que para personajes ancho completo). Su apariencia es similar a la sintetizada escribiendo individualmente sus dos componentes (°) y (C). A continuación se muestra el carácter grado Celsius inmediatamente seguida por la versión de dos componentes:

℃ ° C

Cuando se ve en los equipos que soportan Unicode correctamente, la línea anterior puede ser similar a la imagen en la línea de abajo (ampliada para mayor claridad):

La descomposición canónica es simplemente un signo de grado ordinario y "C", por lo que algunos navegadores puede simplemente mostrar "° C" en su lugar debido a Normalización Unicode.

Las temperaturas y los intervalos

El grado Celsius es un nombre especial para el kelvin para su uso en la expresión de las temperaturas Celsius. El grado Celsius también está sujeto a las mismas reglas que el kelvin con respecto al uso de su nombre de la unidad y el símbolo. Por lo tanto, además de expresar temperaturas específicas a lo largo de su escala (por ejemplo, " El galio se funde a 29,7646 ° C "y" La temperatura exterior es de 23 grados centígrados "), el grado Celsius también es adecuado para expresar intervalos de temperatura: diferencias entre las temperaturas o sus incertidumbres (por ejemplo, "La salida del intercambiador de calor es más caliente por 40 grados Celsius", y "nuestra incertidumbre estándar es de ± 3 ° C"). Debido a esta doble uso, no se debe confiar en el nombre de la unidad o su símbolo para indicar que una cantidad es un intervalo de temperatura; debe ser inequívoca a través del contexto o declaración explícita de que la cantidad es un intervalo. Esto a veces se resuelve utilizando el símbolo ° C (se pronuncia "grados Celsius") para una temperatura y C ° (pronunciado "grados Celsius") durante un intervalo de temperatura, aunque este uso no es estándar.

Lo que a menudo se confunde acerca de la medición Celsius es que sigue un sistema de intervalo, pero no un sistema de relación; que sigue una escala relativa no una escala absoluta. Esto se pone simplemente ilustrando que mientras que 10 ° C y 20 ° C tienen la misma diferencia de intervalo como 20 ° C y 30 ° C la temperatura de 20 ° C no es el doble de la energía de calor de aire como 10 ° C. Como muestra este ejemplo, grados Celsius es una medición de intervalo útil, pero no posee las características de las medidas de relación como el peso o la distancia.

Coexistencia de las escalas Kelvin y Celsius

En la ciencia y en la ingeniería, la escala Celsius y la escala Kelvin se utilizan a menudo en combinación en contextos cercanos, por ejemplo, "... un valor medido fue de 0,01023 ° C con una incertidumbre de 70 μK ...". Esta práctica es permisible porque la magnitud de la grado Celsius es igual a la de la kelvin.

A pesar de la aprobación oficial proporcionado por la decisión # 3 de la Resolución 3 de la CGPM 13, que declaró "un intervalo de temperatura también se puede expresar en grados Celsius", la práctica de utilizar simultáneamente ° C y K sigue siendo generalizada en todo el mundo científico como el uso de SI prefijo formas del grado Celsius (como "° C μ" o "microgrados Celsius") para expresar un intervalo de temperatura no ha sido bien adoptada.

Fusión y ebullición puntos de agua

Uno de los efectos de definir la escala Celsius en el punto de triples Vienna Standard Mean Océano Agua ( VSMOW, 273,16 K y 0,01 ° C), y al cero absoluto (0 K y -273,15 ° C), es que ni la fusión ni de ebullición punto de agua bajo una atmósfera estándar (101,325 kPa) siguen siendo puntos de definición de la escala Celsius. En 1948, cuando la novena Conferencia General de Pesas y Medidas ( CGPM) en la Resolución 3 primero consideró usar el punto triple del agua como punto de definición, el punto triple era tan cerca de ser de 0,01 ° C superior al conocido punto de fusión del agua, se define simplemente como precisamente 0,01 ° C. Sin embargo, las mediciones actuales muestran que la diferencia entre los puntos triples y de fusión de VSMOW es realmente muy ligeramente (<0,001 ° C) superior a 0,01 ° C. Por lo tanto, el punto de fusión real de hielo es muy ligeramente (menos de una milésima de grado) por debajo de 0 ° C. También, punto triple del agua que define al 273,16 K definido con precisión la magnitud de cada 1 ° C de incremento en términos de la escala absoluta de temperatura termodinámica (referencia cero absoluto). Ahora desacoplado desde el punto de ebullición real de agua, el valor "100 ° C" es más caliente que 0 ° C en términos absolutos por un factor de precisión (Aproximadamente 36,61% termodinámicamente más caliente). Cuando se adhiere estrictamente a la definición de dos puntos de calibración, el punto de ebullición del VSMOW bajo una atmósfera estándar de la presión es en realidad 373.1339 K (99,9839 ° C). Cuando calibrado para SU-90 (un estándar de calibración que comprende muchos puntos de definición y de uso común para la instrumentación de alta precisión), el punto de ebullición VSMOW es un poco menos, alrededor de 99.974 ° C.

Esta diferencia del punto de ebullición de 16,1 millikelvin entre la definición original de la escala Celsius y la actual (basado en cero absoluto y el punto triple) tiene poco significado práctico en aplicaciones diarias comunes porque el punto de ebullición del agua es muy sensible a las variaciones en la presión barométrica. Por ejemplo, un cambio de altitud de sólo 28 cm (11 pulgadas) hace que el punto de ebullición a cambiar por uno millikelvin.

Adopción a nivel mundial

En todo el mundo, excepto en Estados Unidos, Belice, Palau y los territorios estadounidenses de Puerto Rico, Guam y las Islas Vírgenes de Estados Unidos la escala de temperatura Celsius se utiliza prácticamente para todos los efectos. Las únicas excepciones son algunos campos especializados (por ejemplo, la física de bajas temperaturas, la astrofísica, temperatura de la luz en la fotografía) cuando la escala Kelvin estrechamente relacionado domina su lugar.

La mayor parte de la totalidad de los campos de campo científico y muchos de ingeniería utilizan la escala Celsius, y la sistema métrico en general. Sin embargo, la mayoría de los estadounidenses siguen más acostumbrados a la Escala Fahrenheit, que es la escala que nos locutores y periodistas utilizan en la predicción del tiempo , aunque el equivalente en grados Celsius veces se proporciona junto. También se utiliza comúnmente en los EE.UU. para la medición de la temperatura corporal, y el uso del hogar como cocinar, y es la escala comúnmente visto en los hornos y en las recetas. En Canadá, los dispositivos de cocina, literatura, y envasado incluyen tanto las citas Fahrenheit y Celsius.

El Reino Unido ha aumentado gradualmente el uso de la escala Celsius desde 1970 y ahora es la escala de temperatura predominante, pero es ampliamente llamado centígrados. De vez en cuando las emisoras y publicaciones citan las temperaturas del aire Fahrenheit junto centígrados en los pronósticos del tiempo, y los termómetros de aire de temperatura que se venden a veces muestran ambas escalas.

Tabla de conversión entre las diversas unidades de temperatura