Celsiuse skaala

Ajalugu

1742. aastal koostas Anders Celsius tänapäeva Celsiuse temperatuuriskaala "ümberpööratud" versiooni. Selles skaalas oli null vee keemistemperatuur ja 100 jää sulamistemperatuur. Oma töös "Vaatlused kahe püsiva kraadi kohta termomeetril" kirjutas ta oma katsetest. Ta näitas, et jää sulamistemperatuuri ei mõjuta põhimõtteliselt õhurõhk. Jää muutuks veeks samal temperatuuril, olgu see siis merepinnal või mägedes. See ei kehtinud vee keemistemperatuuri kohta. See keeb kergemini väiksema rõhu all (mägedes). Ta otsustas, et tema temperatuuri skaala nullpunkt (vee keemistemperatuur) määratakse merepinna standardse baromeetrilise rõhu juures. See rõhk on tuntud kui üks atmosfäär. 1954. aastal kehtestas 10. CGPM (General Conference on Weights and Measures) resolutsioon 4, mis on täpselt üks standardne atmosfäär (101,325 kPa või 14,6959 psi).  

1744. aastal, mil Anders Celsius suri, kasutas kuulus rootsi botaanik Carolus Linnaeus (1707-1778) oma esimese termomeetri ostmisel Celsiuse skaala ümberpööratud versiooni. Sellel oli skaala, kus null tähistas jää sulamistemperatuuri ja 100 vee keemistemperatuuri, sarnaselt sellele, mida me kasutame tänapäeval. Tema kasvuhoonetes kasutatava "Linnaeuse termomeetri" valmistas Daniel Ekström, tollane Rootsi juhtiv teadusinstrumentide valmistaja. Ekströmi töökoda asus Stockholmi observatooriumi keldris. Nagu sageli juhtus sel ajastul enne moodsaid kommunikatsioone, omistatakse paljudele füüsikutele, teadlastele ja mõõteriistade valmistajatele, et nad valmistasid sõltumatult sama mõõteskaala; nende hulgas olid Rootsi Kuningliku Teaduste Akadeemia (millel oli mõõteriistade töökoda) sekretär Pehr Elvius, kellega Linnaeus oli samuti suhelnud; Christin Lyonist; mõõteriistade valmistaja Daniel Ekström ja Mårten Strömer (1707-1770), kes oli õppinud astronoomiat Anders Celsiuse juures.

Esimene teadaolev dokument, milles esitatakse temperatuurid selles tänapäevases "edasisuunatud" Celsiuse skaalas, on 16. detsembri 1745. aasta dokument Hortus Upsaliensis, mille Linnaeus kirjutas oma õpilasele Samuel Nauclérile. Selles teatas Linnaeus Uppsala ülikooli botaanikaaia oranžiruumis valitsevatest temperatuuridest:

...kuna kaldarium (kasvuhoone kuum osa) saab akende nurga alt, ainult päikesekiirtelt, sellise soojuse, et termomeeter ulatub sageli 30 kraadini, kuigi innukas aednik hoolitseb tavaliselt selle eest, et see ei tõuseks üle 20-25 kraadi, ja talvel mitte alla 15 kraadi....

Järgmise 204 aasta jooksul nimetasid teadusringkonnad ja termomeetrilised kogukonnad kogu maailmas seda skaalat "sajandikskaalaks". Temperatuurid Celsiuse skaalal esitati sageli kui "kraadid" või "Celsiuse kraadid". Selle skaala temperatuuriväärtuste sümboliks oli °C (aastate jooksul mitmes formaadis). Kuna nimetus "sentigraad" oli ka hispaania- ja prantsuskeelne nimetus nurgaühikule (üks sajandik täisnurga kohta) ja sellel oli sarnane tähendus teistes keeltes, kasutati terminit "sajakraad", kui rahvusvahelises suhtluses oli vaja väga täpset ja selget keelt, nagu näiteks Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Büroo (BIPM). 9. CGPM (General Conference on Weights and Measures) ja CIPM (International Committee for Weights and Measures) otsustasid 1948. aastal ametlikult kasutada terminit "kraad Celsius" (sümbol: °C).

1948. aastal otsustati kasutada sõna Celsius kolmel põhjusel:

1. Kõikide levinud temperatuuriskaalade ühikud on nimetatud kellegi nendega tihedalt seotud isiku järgi - Kelvin, Celsius, Fahrenheit, Réaumur ja Rankine.
2. Sümbol °C, mida sajandeid oli kasutatud koos sajandivahetuse nimetusega, võis jätkuvalt kasutada, kuid nüüd tähendas see Celsiust. (Linnaeusel oli oluline osa tänapäeva skaalal, kuid Celsius töötas selle esimesena välja).
3. Uus nimetus tähendas, et sajaprotsentimeeter võis taas tähendada ainult prantsuskeelset nurgamõõduühiku nimetust.

Siiski kulus peaaegu kaks aastakümmet, enne kui kooliõpikud muutusid sajaprotsentimeetrilt Celsiuse järgi, ja paljud inimesed kasutavad tänapäevalgi veel vana nimetust.

Näited

• Celsiuse skaalal külmub vesi 0° juures ja keeb 100° juures.
• Toatemperatuur on umbes 20 °C.
• Absoluutne nullpunkt (kõige külmem võimalik temperatuur) on -273,15 °C.
• Talved Antarktikas võivad olla vahemikus -80 kuni -90 °C.
• Inimese kehatemperatuur on tavaliselt 37 °C.

Temperatuuri ümberarvestused

• Selleks, et muuta temperatuur kraadides Celsiuse järgi kelviniteks, tuleb lisada 273,15. Näiteks 0 kraadi Celsiuse järgi, mis on temperatuur, mille juures vesi jäätub, on 273,15 kelvinit.
• Selleks, et muuta temperatuur kelvinites Celsiuse kraadideks, peab inimene lahutama 273,15. Näiteks 310 K on sama temperatuur kui 36,85 °C, mis on umbes inimkeha temperatuur.
• Selleks, et muuta temperatuur Celsiuse kraadides Fahrenheiti kraadideks, tuleb see korrutada 9/5-ga ja lisada 32: F = (9/5)C + 32.
• Selleks, et muuta temperatuur Fahrenheiti kraadides Celsiuse kraadideks, tuleb inimesel lahutada 32 ja korrutada tulemus 5/9-ga: C = (F - 32) * 5/9.