Stupeň Celsia

Historie

V roce 1742 vytvořil Anders Celsius "obrácenou" verzi moderní Celsiovy teplotní stupnice. V této stupnici byla nula bodem varu vody a 100 bodem tání ledu. Ve svém článku Pozorování dvou stálých stupňů na teploměru psal o svých pokusech. Ukázal, že teplota tání ledu není v podstatě ovlivněna tlakem vzduchu. Led se měnil ve vodu při stejné teplotě, ať už se nacházel na hladině moře nebo na hoře. To však neplatilo pro bod varu vody. Při nižším tlaku (na horách) by se vařila snadněji. Rozhodl se, že nula na jeho teplotní stupnici (bod varu vody) bude nastavena na standardní barometrický tlak na úrovni moře. Tento tlak je znám jako jedna atmosféra. V roce 1954 stanovila rezoluce č. 4 10. zasedání CGPM (Generální konference pro míry a váhy), co přesně je jedna standardní atmosféra (101,325 kPa neboli 14,6959 psi).  

V roce 1744, kdy zemřel Anders Celsius, použil slavný švédský botanik Carolus Linnaeus (1707-1778) obrácenou verzi Celsiovy stupnice, když si koupil svůj první teploměr. Ten měl stupnici, kde nula představovala bod tání ledu a 100 bod varu vody, podobně jako ji používáme dnes. Jeho "Linnéův teploměr", který používal ve svých sklenících, vyrobil na zakázku Daniel Ekström, tehdejší přední švédský výrobce vědeckých přístrojů. Ekströmova dílna se nacházela ve sklepě stockholmské hvězdárny. Jak se často stávalo v této době před moderními komunikacemi, mnoho fyziků, vědců a výrobců přístrojů má zásluhu na tom, že nezávisle na sobě vyrobili stejnou měřicí stupnici; byli mezi nimi Pehr Elvius, tajemník Královské švédské akademie věd (která měla přístrojovou dílnu), s nímž Linnaeus také hovořil; Christin z Lyonu; Daniel Ekström, výrobce přístrojů, a Mårten Strömer (1707-1770), který studoval astronomii u Anderse Celsia.

Prvním známým dokumentem uvádějícím teploty v této moderní "předsunuté" Celsiově stupnici je spis Hortus Upsaliensis ze 16. prosince 1745, který Linnaeus napsal svému studentovi Samuelu Nauclerovi. Linnaeus v něm uvedl teplotu v oranžérii v botanické zahradě Uppsalské univerzity:

...protože kaldárium (horká část skleníku) získává díky úhlu oken a pouhým slunečním paprskům takové teplo, že teploměr často dosahuje až 30 stupňů, ačkoli zkušený zahradník obvykle dbá na to, aby teplota nestoupla na více než 20 až 25 stupňů a v zimě na méně než 15 stupňů...

Následujících 204 let vědecká a teploměrná komunita na celém světě nazývala tuto stupnici "stupnicí Celsia". Teploty na stupnici Celsia byly často uváděny jako "stupně" nebo "stupně Celsia". Symbol pro hodnoty teploty na této stupnici byl °C (v průběhu let v několika formátech). Protože název "centigrade" byl také španělským a francouzským jazykovým názvem pro jednotku úhlové míry (setina pravého úhlu) a měl podobný význam i v jiných jazycích, používal se výraz "centesimální stupeň", když bylo pro mezinárodní komunikaci zapotřebí velmi přesného a jasného jazyka, například Mezinárodním úřadem pro míry a váhy (BIPM). V roce 1948 se 9. zasedání CGPM (Generální konference pro míry a váhy) a CIPM (Mezinárodní výbor pro míry a váhy) oficiálně rozhodly používat "stupeň Celsia" (symbol: °C).

V roce 1948 bylo rozhodnuto používat slovo Celsius ze tří důvodů:

1. Všechny běžné teplotní stupnice mají své jednotky pojmenované podle někoho, kdo je s nimi úzce spjat - Kelvin, Celsius, Fahrenheit, Réaumur a Rankine.
2. Symbol °C, který se po staletí používal ve spojení s názvem Celsia, se mohl používat i nadále, ale nyní znamenal Celsia. (Linnaeus měl na moderní stupnici významný podíl, ale Celsius ji vyvinul jako první).
3. Nový název znamenal, že centigrade může opět znamenat pouze francouzský název jednotky pro měření úhlu.

Trvalo však téměř dvacet let, než se ve školních učebnicích změnilo označení stupně Celsia na Celsia, a mnoho lidí dodnes používá starý název.

Příklady

• Na Celsiově stupnici voda mrzne při 0° a vaří se při 100°.
• Pokojová teplota je přibližně 20 °C.
• Absolutní nula (nejchladnější možná teplota) je -273,15 °C.
• Zimy v Antarktidě mohou mít teplotu -80 až -90 °C.
• Teplota lidského těla je obvykle 37 °C.

Převody teplot

• Chcete-li teplotu ve stupních Celsia převést na kelviny, musíte přičíst 273,15. Například 0 stupňů Celsia, což je teplota, při které voda zamrzá, je 273,15 kelvinů.
• Chcete-li teplotu v kelvinech převést na stupně Celsia, musíte odečíst 273,15. Například 310 K je stejná teplota jako 36,85 °C, což je přibližně teplota lidského těla.
• Chcete-li teplotu ve stupních Celsia převést na stupně Fahrenheita, musíte ji vynásobit 9/5 a přičíst 32: F = (9/5)C + 32.
• Chcete-li teplotu ve stupních Fahrenheita převést na stupně Celsia, musíte odečíst 32 a výsledek vynásobit 5/9: C = (F - 32) * 5/9.