Как перевести температуру из градусов Цельсия в кельвины?

Наверное, каждый хоть раз в жизни сталкивался с необходимостью перевести показания термометра из одной шкалы в другую. Это может понадобиться при путешествиях, научных исследованиях или настройке бытовых приборов.

История создания шкалы Цельсия и определения кельвина

В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий предложил температурную шкалу, взяв за основу две точки - температуру таяния льда и кипения воды. Первоначально на его шкале 0 градусов соответствовало кипению, а 100 - таянию, но позже ее «перевернули».

А вот шкалу Кельвина ввел в 1848 году английский физик Уильям Томсон, будущий лорд Кельвин. Он предложил абсолютную температурную шкалу, где 0 градусов - это абсолютный нуль холода.

Необходимость такой шкалы, нулевая точка которой будет соответствовать предельной степени холода, Томсон обосновал в работе «Об абсолютной термометрической шкале».

Со временем определение кельвина менялось. С 2019 года оно связано со значением ¹⁄₂k, где k - постоянная Больцмана.

Теоретические основы шкал Цельсия и Кельвина

Итак, давайте разберемся с основами этих шкал.

Градус Цельсия - производная величина, равная одному кельвину. 0°C установлены при температуре плавления льда. Шкала линейна и может иметь отрицательные значения.

Кельвин - основная единица термодинамической температуры в СИ. 0 К - абсолютный нуль. Между шкалами выполняется соотношение:

t(°C) = T(K) - 273.15

Где t - температура в градусах Цельсия, T - температура в кельвинах. И наоборот:

T(K) = t(°C) + 273.15

Давайте рассмотрим примеры использования этих формул:

• 22°C = 22 + 273.15 = 295.15 К
• 100°C = 100 + 273.15 = 373.15 К
• 523 К - 273.15 = 249.85°C
• 735 К - 273.15 = 461.85°C

Как видите, пересчет довольно простой. Главное, не перепутать формулы и величины.

Практическое применение знаний о шкалах

Давайте теперь разберем, где на практике могут пригодиться знания о шкалах Цельсия и Кельвина.

Во-первых, это важно при путешествиях в другие страны. Ведь в одних регионах преобладает цельсий, а в других - фаренгейт или кельвин. Чтобы избежать путаницы, лучше заранее узнать прогноз погоды в местных единицах и перевести его.

Во-вторых, перевод температур необходим в научных исследованиях. Ученые часто используют шкалу Кельвина, поэтому результаты экспериментов нужно грамотно конвертировать.

И последний важный момент - правильная настройка бытовых приборов, которые могут быть откалиброваны в разных шкалах. Для корректной работы нужно их синхронизировать.

Теперь давайте перейдем к более веселой части нашей статьи.

Забавные случаи, связанные с использованием шкал

Давайте рассмотрим несколько забавных историй, связанных с путаницей в показаниях температуры.

Однажды группа российских туристов отправилась отдыхать в США. По прогнозу там должно было быть +25°C. Но по приезду на улице оказалось значительно холоднее. Дело в том, что американцы используют шкалу Фаренгейта, а 25°F соответствует -3.9°C.

В другой раз ученые из разных стран проводили совместный эксперимент по охлаждению гелия. Россиянин записал температуру 2.7 К, а американец - 2.7°C, не переведя в кельвины. В итоге данные пришлось перепроверять.

Температура в градусах кельвина напрямую зависит от теплового движения частиц. Чем выше скорость движения молекул и атомов - тем выше температура в кельвинах. При абсолютном нуле движение полностью прекращается.

Температура в кельвинах зависит также и от времени. Например, если нагревать образец, то температура в градусах Кельвина будет повышаться. А если охлаждать - соответственно понижаться.

На графике эта "зависимость" будет показана в виде кривой, в зависимости от процессов нагрева или охлаждения.

Особенности использования шкалы Кельвина

Рассмотрим некоторые особенности шкалы Кельвина:

• Отсчет ведется от абсолютного нуля, это самая низкая возможная температура
• Шкала Кельвина применяется в научных расчетах и формулах
• Температуры в Кельвинах всегда больше, чем в Цельсиях на 273.15

Благодаря таким особенностям, шкала Кельвина очень удобна для теоретических исследований. Но в быту мы привыкли пользоваться градусами Цельсия.

Как избежать ошибок при пересчете

Чтобы избежать ошибок при переводе температуры из одной шкалы в другую, рекомендуется:

1. Запомнить формулы для расчетов
2. Всегда уточнять, какая шкала используется в исходных данных
3. Дважды проверить полученный результат

Также можно воспользоваться специальными online-калькуляторами для пересчета. Но все же лучше разобраться самостоятельно!

Выбор шкалы для работы

При выборе шкалы Цельсия или Кельвина для работы стоит учитывать:

• Область применения (наука, быт, техника)
• "зависимость" температуры в формулах и расчетах
• Необходимую точность измерений
• Принятые стандарты и рекомендации в конкретной сфере

По возможности, лучше использовать кельвин для научных целей, а цельсий - в быту. И конечно, всегда можно конвертировать показания!

Интересные факты о шкале Цельсия

В ходе создания шкалы Цельсия произошло несколько любопытных исторических фактов.

Так, изначально на шкале Цельсия точкой замерзания воды считалась отметка в 100 градусов. А 0 градусов соответствовало температуре кипения. Лишь позже шкалу «перевернули» до привычного нам вида.

Также интересно, что первое предложение использовать температуру таяния льда в качестве реперной точки поступило еще в 1701 году от английского ученого Исаака Ньютона.

Установка бытовых приборов для разных шкал

Многие современные бытовые приборы изначально отградуированы по шкале Цельсия. Но в настройках часто можно выбрать отображение температуры также в градусах Фаренгейта или Кельвина.

Для этого нужно зайти в раздел меню прибора, отвечающий за единицы измерения. И уже там выбрать необходимый вариант шкалы.

Перспективы развития температурных шкал

С развитием науки и техники температурные шкалы также продолжают совершенствоваться.

Возможно, в будущем появится единая универсальная шкала, которая объединит все преимущества существующих систем измерения.

А абсолютная точность 1 кельвина может быть даже более жестко привязана к физическим константам.

Перевод температур в быту

Знание основ пересчета температурных шкал помогает и в быту.

Например, если вам нужно приготовить блюдо по рецепту из иностранного источника с указанием температуры духовки в градусах Фаренгейта.

Или, если вы планируете поездку за границу, полезно будет заранее изучить соотношение местной температуры в привычных вам градусах Цельсия.

Подведение итогов

Итак, мы рассмотрели историю создания шкал Цельсия и Кельвина, изучили формулы пересчета, узнали о практическом применении этих знаний в науке, технике и быту.

Надеюсь, эта информация была полезна и теперь перевод температур из одной шкалы в другую не вызовет у вас затруднений!