Sådan konverteres Celsius til Kelvin

At vide, hvordan man konverterer grader Celsius til Kelvin er afgørende for enhver studerende i kemi, fysik eller biologi, da temperatur er en variabel, der griber ind i praktisk talt alle naturlige fænomener. Denne konvertering er meget let, da begge skalaer kun adskiller sig i positionen af ​​skalaens nul. Det er dog lettere at forstå og frem for alt at huske, hvis du forstår, hvor begge skalaer kommer fra, og hvordan de bruges.

Celsius skala (°C)

Det er en temperaturskala, der blev opfundet i 1742 af Anders Celsius, en svensk astronom. Denne skala er fastsat ud fra fryse- og kogepunkterne for vand ved havoverfladen. Frysepunktet for vand er referencepunktet, som temperaturen på 0 °C blev tildelt , mens kogepunktet blev tildelt temperaturen 100 °C , hvorfor det oprindeligt blev kaldt celsius temperaturskalaen. , en betegnelse, der stadig holder i dag i almindelig brug.

Celsius-skalaen er en relativ temperaturskala. Det betyder, at den ikke måler den absolutte temperatur af et legeme, men kun udtrykker, hvor meget højere eller lavere dens temperatur er sammenlignet med referencetemperaturen, i dette tilfælde vandets smelte- eller frysepunkt. Den anden referencetemperatur bruges til at bestemme “størrelsen” af graden Celsius.

Kelvin og den absolutte temperaturskala (K)

I modsætning til Celsius-skalaen er Kelvin-skalaen en absolut temperaturskala , da den ikke afhænger af noget referencepunkt. Nul på Kelvin-skalaen indikerer faktisk fraværet af termisk energi i en krop. Det vil sige, at 0 på Kelvin-skalaen er det absolutte nulpunkt for temperaturen, der kan ikke være nogen temperatur under det. Det blev etableret af William Thompson (også kendt af hans jævnaldrende, Lord Kelvin) i 1848, som tildelte hver enhed på hans skala samme størrelse som graden på Celsius-skalaen. Dette gør konverteringen fra Celsius til Kelvin meget lettere, da den eneste forskel mellem de to skalaer er placeringen af ​​det absolutte nulpunkt, hvilket svarer til -273,15 °C.

Det skal bemærkes, at enheden på Kelvin-skalaen kaldes Kelvin, og dens symbol er K ; det kaldes ikke en Kelvin “grad” og bærer heller ikke gradsymbolet (°). Det er netop, fordi det er en absolut og ikke en relativ skala. For eksempel læses 273 K to hundrede og treoghalvfjerds Kelvin og ikke to hundrede og treoghalvfjerds “grader” Kelvin.

Formel til at konvertere grader Celsius til Kelvin

For at omdanne grader Celsius til Kelvin er det kun nødvendigt at tage temperaturen i grader Celsius og tilføje 273,15. Det er almindeligt skrevet:

Ved at bruge denne formel repræsenterer °C temperaturen i grader Celsius (den du vil konvertere) og ikke en grad Celsius, og resultatet er direkte i Kelvin. For at undgå forvirring mellem de variable, der optræder i ligningen og temperaturenhederne, er det at foretrække ikke at placere enhederne på konverteringstidspunktet, men kun den numeriske værdi. Efter at have udført operationen placeres Kelvin-symbolet (K).

Eksempel:

Antag, at vi ønsker at konvertere den gennemsnitlige temperatur i den menneskelige krop, som er 37,00 °C, til Kelvin. Det første trin er at erstatte 37,00 med °C i formlen (uden enheder for at undgå forvirring). Derefter udføres operationen, og til sidst tilføjes K:

En mere korrekt form af formlen til at konvertere Celsius til Kelvin

Ovenstående formel, på trods af at den er nem at bruge, forårsager ofte forvirring, fordi enheder ikke kan inkluderes undtagen i slutningen. For at undgå dette er det at foretrække at bruge en mere korrekt form af samme ligning. I mange bøger om fysik og termodynamik er absolut temperatur repræsenteret af bogstavet T, mens relativ temperatur i grader Celsius er repræsenteret af det græske bogstav θ ( theta , som er t i det græske alfabet). Den tidligere formel er således:

I dette tilfælde repræsenterer K og °C enhederne Kelvin og grader Celsius, mens T og θ repræsenterer temperaturerne i de respektive enheder. For at opnå temperaturen i Kelvin (det vil sige T), er det kun nødvendigt at løse for T ved at gange begge sider af ligningen med K.

Eksempel:

Antag, at du vil omdanne kogepunktet for argon, som er -185,8 °C, til Kelvin. I dette tilfælde har du θ = -185,8 °C, og du vil vide værdien af ​​T. Så du skal bare sætte θ ind i formlen og løse for T:

Det er vigtigt at bemærke, at enhederne i første termin på højre side annullerer, så det resulterende tal kan tilføjes til 273,15. Nu, når vi rydder T, som er temperaturen i Kelvin (den vi ønsker), får vi:

Ledtråde til at konvertere grader Celsius til Kelvin

Når en enhedskonvertering udføres, er det vigtigt at kontrollere, at resultatet giver mening, da selv den mest erfarne ingeniør kan lave en fejl, selv når man bruger så enkle formler som denne. Ved konverteringer fra Celsius til Kelvin og omvendt skal man i det ene tilfælde lægge 273,15 til og i det andet skal man trække fra, og det er meget almindeligt at glemme, hvornår man skal gøre det ene eller det andet. For at sikre, at konverteringen altid udføres korrekt, kan følgende to ledetråde tages i betragtning:

• Temperaturen i Kelvin skal altid være højere end temperaturen i grader Celsius . For eksempel, hvis resultatet ved transformation af 400 °C til Kelvin giver 127 K, er transformationen forkert, da temperaturen i Kelvin aldrig kan være mindre end temperaturen i °C.
• Temperaturen i Kelvin kan aldrig være negativ , da det er en absolut skala, og minimumsværdien er nul (ingen enheder, kun nul). Hvis, når du konverterer en temperatur til Kelvin, resultatet f.eks. er -150 K, er konverteringen forkert.

Den omvendte konvertering, fra Kelvin til Celsius

For at konvertere fra Kelvin til grader Celsius skal du bare løse en af ​​de to ligninger, hvilket involverer at trække 273,15 fra begge sider af formlen:

Eller mere korrekt,

Sådan konverteres Celsius til andre enheder

Temperatur i grader Celsius kan konverteres til enhver anden temperaturskala, det være sig relativ eller absolut. For eksempel kan du også konvertere grader Celsius til Fahrenheit (som er en relativ skala), eller du kan konvertere grader Celsius til Rankine (som er en absolut skala).

Kilder

• Atkins, P. & dePaula, J. (2008). Fysisk kemi . (8. udgave). Panamerican Medical Editorial.