Stupeň Celsia
Stupeň Celsia nebo Celsiův stupeň (značený °C) je jednotka teploty, kterou v roce 1742 vytvořil švédský astronom Anders Celsius. Hodnota 0 °C přibližně odpovídá teplotě tání ledu a 100 °C teplotě varu vody při normálním tlaku. Dnes je stupeň Celsia (jako odvozená jednotka soustavy SI)[1] definován pomocí základní jednotky kelvin: Rozdíl 1 °C se rovná rozdílu 1 K a teplota −273,15 °C (přesně) je absolutní nula (0 K). Kelvin se pak definuje pomocí Boltzmannovy konstanty zafixované na hodnotu k = 1,380649×10−23 J/K (přesně).
Historie definic
editovatCelsius původně v roce 1742 definoval stupnici obráceně: 100 °C pro teplotu tání ledu a 0 °C[2] pro teplotu varu vody (obojí při normálním tlaku).
Záhy další vědci (nezávisle na sobě Jean-Pierre Christin v roce 1743 a Carl Linné v roce 1744) stupnici otočili do dnešní podoby. Širokého přijetí se tedy dočkalo přiřazení 0 °C teplotě tání a 100 °C teplotě varu čisté vody při normálním tlaku, později upřesněném na 1 fyzikální atmosféru (101325 Pa přesně).
V polovině 20. století se definice zpřesnila přiřazením −273,15 °C absolutní nule (0 K, v roce 1948) a 0,01 °C teplotě trojného bodu čisté vody (273,16 K, v roce 1954), v souladu se zpřesněnou definicí kelvinu. Původní definice tedy platí již jen přibližně, ovšem pro běžné použití je její přesnost dostatečná. Teplota tání (0,000089(10) °C) a varu (99,9839 °C) vody[pozn. 1] se od té doby určují přesným měřením podle nové definice.
Další zpřesnění přišlo v roce 2005, kdy se specifikovalo, že voda pro určení trojného bodu má mít izotopové složení Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW).
Nakonec při velkém zpřesnění definic základních jednotek soustavy SI v roce 2019 byla definice kelvinu i stupně Celsia pomocí vlastností vody opuštěna ve prospěch základních fyzikálních konstant. Konkrétně se zafixovala číselná hodnota Boltzmannovy konstanty na 1,380649×10−23 J/K (přesně) a využila se nová definice joulu. Převodní vztah mezi Celsiovou a termodynamickou stupnicí se při tom zachoval, takže 0 K nadále odpovídá −273,15 °C a rozdíl 1 K se rovná rozdílu 1 °C. Nyní se tedy i teplota trojného bodu vody určuje měřením. Ještě v roce 2020 však byla nerozlišitelná od hodnoty podle předchozí definice ( 0,0100 °C).[3]
Převody na jiné stupnice
editovat- T[K] = t[°C] 273,15
- t[°C] = T[K] − 273,15
- t[°F] = 9⁄5 t[°C] 32
- t[°C] = 5⁄9 (t[°F] − 32)
- t[°R] = 4⁄5 t[°C]
- t[°C] = 5⁄4 t[°R]
- T[°Ra] = 9⁄5 (t[°C] 273,15)
- t[°C] = 5⁄9 T[°Ra] − 273,15
| Popis | Kelvinova stupnice |
Celsiova stupnice |
Fahrenheitova stupnice |
Rankinova stupnice |
Réaumurova stupnice |
|---|---|---|---|---|---|
| Absolutní nula | 0 K | −273,15 °C | −459,67 °F | 0 °Ra | −218,52 °R |
| Fahrenheitova nula[pozn. 2] | 255,372 K | −17,7 °C | 0 °F | 459,67 °Ra | −14,2 °R |
| „Bod mrazu“[pozn. 3] | 273,15 K | 0 °C | 32 °F | 491,67 °Ra | 0 °R |
| „Bod varu“[pozn. 3] | 373,15 K | 100 °C | 212 °F | 671,67 °Ra | 80 °R |
| Rozdíl teplot o velikosti 1 °C | 1 K | 1 °C | 1,8 °F | 1,8 °Ra | 0,8 °R |
Pravopis
editovatPro stupně Celsia platí stejná pravidla českého pravopisu jako pro zápis ostatních jednotek (jako procento či metr) s výjimkou úhlových stupňů, minut a vteřin. Měly by se tedy psát kolmým písmem (antikvou)[4] s mezerou mezi číselnou hodnotou a značkou jednotky, tedy např. 90 °C, a to i přesto, že značka úhlového stupně se připojuje k číselné hodnotě bez mezery (90° pravého úhlu).[5][4] Odpovídá to i mezinárodní konvenci, přijaté v rámci SI.[6]
Elektronický zápis
editovat| Znak | ℃ | |
|---|---|---|
| Název v Unicodu | Degree Celsius | |
| Kódování | dec | hex |
| Unicode | 8451 | U 2103 |
| UTF-8 | 226 132 131 | e2 84 83 |
| Číselná entita | ℃ | ℃ |
Pro stupeň Celsia existuje samostatný symbol v Unicode „℃“ (U 2103). Kompatibilní normální formou NFKD i NFKC je dvojice symbolu stupně (°) a písmene C.[7] Tak se také značka běžně zapisuje, například na většině míst v tomto článku.
V typografickém systému TeX a jeho běžně používaném balíku LaTeX se používá (v matematickém módu definovaný) znak \circ v horním indexu. 1 °C se vysází pomocí $1\,^\circ{\rm C}$.[8] V LaTeXovém balíku gensymb je definován příkaz \celsius pro stupeň Celsia, který funguje v matematickém režimu i mimo něj,[9] a v balíku textcomp příkaz \textcelsius.[10] Analogicky jsou definovány příkazy \degree a \textdegree pro samotný stupeň.[11]
Poznámky
editovat- ↑ Uvedené hodnoty platí pro čistou vodu izotopového složení Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) při normálním tlaku.
- ↑ Původně nejnižší teplota dosažená Fahrenheitovými experimenty.
- ↑ a b Jde o klíčový bod původní definice Celsiovy stupnice. Přesné hodnoty vlastností čisté vody normálního izotopového složení při normálním tlaku se mírně liší: Teplota tání je 0,000089(10) °C a teplota varu je 99,9839 °C.[standardní odchylka?]
Reference
editovat- ↑ Tabulka odvozených koherentních jednotek v příručce SI. www.bipm.org [online]. [cit. 12-08-2010]. Dostupné v archivu pořízeném dne 18-06-2007.
- ↑ Archivovaná kopie. fyzici.tvst.cz [online]. [cit. 2014-08-10]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-08-12.
- ↑ International Association for the Properties of Water and Steam, IAPWS G5-01(2020), Guideline on the Use of Fundamental Physical Constants and Basic Constants of Water. Archivováno 2022-08-07.
- ↑ a b ČSN ISO 80000-1 (011300): Veličiny a jednotky - Část 1: Obecně. Datum účinnosti 1. 8. 2011.
- ↑ Internetová jazyková příručka. Značky, čísla a číslice: 3. Značky ve spojení s číselnými hodnotami
- ↑ SI Brochure: The International System of Units (SI). 9th edition, 2019. Kapitola 5.4.3: Formatting the value of a quantity Dostupné online (PDF) (anglicky)
- ↑ Normalizační tabulka Unicode pro latinku
- ↑ FAQ Ústavu fyziky a technologie Univerzity v Bergenu (Norsko). web.ift.uib.no [online]. [cit. 2014-01-10]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-12-26.
- ↑ Manuál
gensymb[nedostupný zdroj] - ↑ Neoficiální seznam symbolů definovaných v
textcomp. home.online.no [online]. [cit. 2014-01-10]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2015-09-06. - ↑ článek Degree symbol na anglické Wikipedii
Externí odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu stupeň Celsia na Wikimedia Commons