Teplota je jedním ze základních parametrů, které charakterizují stav látky. V mnoha zemích světa se k měření teploty používá stupnice Celsia pojmenovaná po švédském astronomovi Andersovi Celsia. Stupnice Celsia je založena na rozdělení intervalu mezi body tání a varu vody na 100 stejných částí.
Existují však i další stupnice, jako je kelvinova stupnice, která je mezinárodním systémem měření teploty a používá se ve vědě a technologii. Tato stupnice je pojmenována po skotském fyzikovi Williamu Thomsonovi, baronu Kelvinovi.
Takže otázka, kolik Kelvinů je v jednom stupni Celsia, má specifický matematický charakter. Odpověď na to je poměrně jednoduchá: jeden Kelvin se rovná jednomu stupni Celsia. To znamená, že kelvinova stupnice a Celsiova stupnice mají stejnou velikost mezi jednotkami a liší se pouze počátečním bodem. Takže převést teplotu ze Celsia na Kelvin lze pomocí vzorce: K = C + 273.15, kde K je teplota v Kelvinech, C je teplota v Celsiích.
Co je stupeň Celsia?
V systému Celsia je teplota vody mrazu při atmosférickém tlaku 0 stupňů Celsia a bod varu je 100 stupňů. Interval mezi těmito dvěma body je rozdělen na 100 stejných částí nebo stupňů Celsia.
Stupeň Celsia je tedy relativní stupnicí měření teploty, kde číselná hodnota ukazuje rozdíl mezi teplotou a mrazovou vodou a varnou vodou.
Stupeň Celsia je široce používán v našem každodenním životě, jako je měření teploty vzduchu, vody, jídla a dalších. Používá se také ve vědeckých a inženýrských výpočtech.
Teplotní stupnice Celsia
Na stupnici Celsia je teplota vody za normálních atmosférických podmínek 0 stupňů a bod varu vody při atmosférickém tlaku je 100 stupňů. Interval mezi těmito body je rozdělen na 100 stejných částí, které se nazývají stupně. Rozdíl 1 stupně Celsia se tedy rovná rozdílu 1/100 v intervalu mezi bodem mrazu a bodem varu vody.
Teplotu ve stupních Celsia lze pomocí jednoduchého vzorce přeměnit na teplotu v kelvinech. K tomu je třeba k hodnotě ve stupních Celsia přidat 273.15. 1 stupeň Celsia je tedy 274.15 Kelvinů.
| Teplota Celsia | Teplota podle Kelvina |
|---|---|
| 0 | 273.15 |
| 10 | 283.15 |
| 20 | 293.15 |
| 30 | 303.15 |
| 40 | 313.15 |
Teplota Celsia se běžně používá v každodenních situacích a ve většině zemí světa k měření a určování teplot, jako je počasí, klimatizace a mnoho dalších aplikací.
Jaká stupnice se používá ve většině zemí?
Většina zemí světa používá stupnici teplot Celsia (°C) k měření teploty v každodenním životě. Celsiova stupnice byla navržena švédským astronomem Andersem Celsiem v roce 1742 a od té doby je široce přijímána.
V některých zemích se však používají i jiné systémy měření teploty. Například v USA a některých dalších zemích se používá stupnice Fahrenheita (°F). Stupnice Fahrenheita byla navržena německým fyzikem Danielem Gabrielem Fahrenheitem v roce 1724 a stále se používá v některých zemích, zejména v Severní Americe.
Existuje také kelvinova stupnice (K), která je hlavní stupnicí ve vědeckém výzkumu. Hlavním rozdílem Kelvinovy stupnice od Celsiovy a Fahrenheitovy stupnice je, že nula na Kelvinově stupnici odpovídá absolutní nule - nejnižší teplotě, která může v přírodě existovat. Pro přenos teplot z Celsiovy stupnice na Kelvinovu stupnici je třeba přidat 273.15.
| Stupnice | Absolutní nula |
|---|---|
| Celsia (°C) | -273.15 °C |
| Fahrenheit (°F) | -459.67 °F |
| Kelvin (K) | 0 K |
Kelvinova stupnice je široce používána ve fyzice, chemii a dalších vědeckých oblastech, kde je při měření teploty nutná přesnost a jednotnost.
Kolik Kelvinů je 1 stupeň Celsia?
Vztah mezi kelviny a stupni Celsia je lineární. K přepočtu stupňů Celsia na kelviny je třeba připočíst 273.15. 1 stupeň Celsia je tedy 274.15 Kelvinů.
Tento rozdíl v hodnotě je způsoben rozdílem ve výběru začátku referenční stupnice. V systému Celsia je nula stupňů teplotou, ve které voda zamrzá. V Kelvinově systému nula Kelvinů odpovídá teplotě absolutní nuly, tj. nejnižší teplotě, při které se všechny molekuly přestanou pohybovat.
Převod z stupňů Celsia do Kelvinů se tedy provádí pomocí jednoduchého vzorce:
K = °C + 273.15
Stupně Celsia a kelviny lze použít k měření a vyjádření teplot v různých vědeckých, technických a každodenních situacích.
Jak se překládá z jedné stupnice do druhé?
Převod z stupňů Celsia na kelviny a zpět lze provést pomocí jednoduchých matematických vzorců.
Pro převod z stupňů Celsia do Kelvinů se provádí následující vzorec:
- Teplota v kelvinech = teplota ve stupních Celsia + 273.15
Pokud nám je například dána hodnota teploty ve stupních Celsia, můžeme tento vzorec použít k získání ekvivalentní hodnoty v kelvinech. Například pro 1 stupeň Celsia:
- Teplota v kelvinech = 1 + 273.15 = 274.15 k
To znamená, že 1 stupeň Celsia je 274.15 Kelvinů.
Zpět, pro převod z Kelvinů na stupně Celsia se používá vzorec:
- Teplota ve stupních Celsia = teplota v kelvinech-273.15
Například tím, že máme hodnotu teploty v kelvinech, můžeme použít tento vzorec, abychom získali ekvivalentní hodnotu ve stupních Celsia. Například pro 274.15 k:
- Teplota ve stupních Celsia = 274.15-273.15 = 1 °C
Takže převod z jedné stupnice do druhé lze provést pomocí příslušných vzorců, což usnadňuje a přesně vypočítává ekvivalentní hodnoty teploty.
Jak vypočítáte počet Kelvinů Celsia?
Vzorec pro převod teploty z stupňů Celsia na kelviny:
Kde K je počet Kelvinů, C je počet stupňů Celsia.
Chcete-li například převést 25 stupňů Celsia na kelviny, musíte použít vzorec:
Takže 25 stupňů Celsia je přibližně 298.15 Kelvinů.
Nyní víte, jak vypočítat počet Kelvinů Celsia!
Vzorec pro výpočet teploty v Kelvinově stupnici
- TK - teplota v kelvinech;
- TC - teplota ve stupních Celsia;
- 273.15-konstanta, která vyrovnává rozdíl mezi stupnicemi Celsia a Kelvinem.
Například pro výpočet teploty v kelvinech, pokud je známa teplota ve stupních Celsia, je třeba přidat 273.15.
Chcete-li tedy převést 1 stupeň Celsia na kelviny, stačí k tomu přidat 273.15:
Proč potřebujeme Kelvinovu stupnici?
Na Kelvinově stupnici se jedno dělení rovná jednomu kelvinovi, díky čemuž je velmi pohodlné ve vědeckých a technických výpočtech, zejména při práci s kryogenními (nízkoteplotními) systémy. Díky své absolutní povaze kelvinova stupnice nezávisí na tom, ve které části světla se používá, a její hodnoty jsou vždy kompatibilní s jinými jednotkami měření.
Kelvinova stupnice se také používá ve fyzice, chemii a dalších vědách pro přesnější a spolehlivější měření. Kelvinova stupnice je navíc hlavním měřicím systémem v mezinárodním systému jednotek (SI) a je široce používán po celém světě pro standardizaci teplotních měření.
Výhody použití Kelvinovy stupnice
- Absolutní nula. Velikost Kelvina je určena vzhledem k absolutní nule, která je 0 K. to znamená, že Kelvinova stupnice nemá žádné záporné hodnoty teploty a všechny hodnoty jsou vyjádřeny kladnými čísly, což usnadňuje matematické výpočty a měření.
- Proporcionalita. Rozdíl teplot na Kelvinově stupnici odpovídá energetickému rozdílu těles v systému. To umožňuje stavět matematické modely a vzorce pomocí teplotních hodnot a výpočtů pomocí Kelvinovy stupnice.
- Standardizace. Kelvinova stupnice je součástí mezinárodního systému jednotek (SI), který zajišťuje její použití a běžné použití ve vědeckých a technických výpočtech. To usnadňuje výměnu informací a zajišťuje přesnost a spolehlivost měření a experimentů.
- Pohodlí při vědeckých výpočtech. Použití Kelvinovy stupnice umožňuje pohodlnější práci s fyzikálními zákony a vzorci, jako jsou zákony termodynamiky, kde je teplota klíčovým parametrem.
Všechny tyto výhody činí kelvinovu stupnici nepostradatelným nástrojem pro vědecké a technické výpočty a umožňují přesnější a pohodlnější popis a měření teploty v různých oblastech vědy a průmyslu.