Градус Цельсия и шкала Цельсия¶

Градус Цельсия — единица измерения температуры, а также название температурной шкалы, широко применяемой в научной, технической и бытовой практике. Обозначается символом °C. В Международной системе единиц (СИ) градус Цельсия не является основной единицей: термодинамическая температура выражается в кельвинах, однако градус Цельсия официально допущен к использованию наравне с кельвином. По размеру один градус Цельсия равен одному кельвину, а начало отсчёта шкалы смещено: 0 °C соответствует 273,15 К.

¶Определение

Шкала Цельсия задаётся двумя опорными точками: температура замерзания воды при нормальном атмосферном давлении принята за 0 °C, а температура её кипения — за 100 °C. Интервал между этими точками делится на 100 равных частей, каждая из которых равна одному градусу. Такое построение называют стоградусной шкалой.

Связь с абсолютной шкалой Кельвина выражается формулами:

• T(°C) = T(K) − 273,15
• T(K) = T(°C) + 273,15

Температура −273,15 °C соответствует абсолютному нулю, при котором прекращается тепловое движение молекул.

¶История

Шкала получила название по имени шведского астронома и физика Андерса Цельсия (1701–1744). В 1742 году он предложил температурную шкалу, в которой за 0 была принята точка кипения воды, а за 100 — точка её замерзания. Позднее, уже после смерти учёного, его соотечественник Карл Линней и астроном Мортен Штремер изменили направление отсчёта на противоположное, сделав шкалу такой, какой она используется сегодня: 0 °C — замерзание, 100 °C — кипение.

До середины XX века в разных странах сосуществовали несколько температурных шкал: Фаренгейта, Реомюра, Ранкина. Постепенно шкала Цельсия вытеснила большинство из них в научном и бытовом обиходе континентальной Европы и России.

¶Современное определение

С 1954 года и до реформы СИ опорной точкой служила тройная точка воды, которой приписывалось значение 0,01 °C. После переопределения основных единиц СИ в 2019 году температура выражается через постоянную Больцмана, а градус Цельсия определяется как производная величина от кельвина со сдвигом 273,15. Это сделало шкалу независимой от свойств конкретного вещества.

¶Применение

Градус Цельсия используется практически повсеместно:

• в метеорологии — для сообщения температуры воздуха, воды и почвы;
• в медицине — для измерения температуры тела человека и животных;
• в технике и промышленности — при контроле технологических процессов, в термостатах и датчиках;
• в быту — в кулинарии, при эксплуатации холодильников, кондиционеров, систем отопления;
• в науке — в химии, биологии, физике наряду с кельвином.

В России шкала Цельсия является основной для бытовых и метеорологических измерений; в США, ряде стран Карибского бассейна и некоторых других регионах по-прежнему распространена шкала Фаренгейта.

¶Соотношения с другими шкалами

¶Характерные температуры

Некоторые ориентировочные значения в градусах Цельсия:

• абсолютный нуль — −273,15 °C;
• таяние льда — 0 °C;
• нормальная температура тела человека — около 36,6 °C;
• комфортная температура воздуха в помещении — 20–24 °C;
• кипение воды при нормальном давлении — 100 °C;
• температура плавления железа — около 1538 °C;
• температура поверхности Солнца — порядка 5500 °C.

¶Обозначение и запись

В соответствии с правилами Международной системы единиц между числовым значением и знаком градуса ставится пробел: например, 25 °C. Символ градуса (°) не следует путать с буквой «o». В русскоязычных текстах допускается написание «25 °C» и словесная форма «25 градусов Цельсия». Сокращённое наименование единицы — «°C», полное — «градус Цельсия».

¶Интересные факты

• В 1742 году шкала Цельсия была «перевёрнутой» относительно современной: ноль означал кипение, а сто — замерзание.
• Температура −40 °C в точности совпадает с −40 °F: это единственная точка, где значения двух шкал равны.
• Градус Цельсия формально не входит в число основных единиц СИ, но его использование не ограничено по времени.
• В научных публикациях для строгих расчётов предпочитают кельвины, тогда как в прикладных областях чаще применяют градусы Цельсия.

Источники: Международное бюро мер и весов (BIPM), ГОСТ 8.417-2002 «Единицы величин», Большая российская энциклопедия, труды Андерса Цельсия.