Температурные шкалы, используемые для измерения температуры, имеют давнюю историю. Еще в 16-м веке Галилей предложил жидкостный термометр, основанный на том, что объем жидкости меняется при нагревании и охлаждении. Однако у этого прибора не было единой шкалы, температура определялась относительно каких-то характерных точек.
Первыми, кто предложил использовать в качестве реперных точек температуру плавления льда и кипения воды, были Роберт Гук и Христиан Гюйгенс в 17 веке. Эта идея позволила создать первую стандартизированную температурную шкалу.
В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий на основе этой концепции разработал собственную сто-градусную шкалу, где за 0 градусов он принял температуру кипения воды, а за 100 градусов - температуру замерзания. Позже его соотечественники перевернули эту шкалу, установив 0 по температуре плавления льда.
Разработка шкалы Цельсия
Шкала Цельсия была предложена в 1742 году шведским астрономом Андерсом Цельсием. Изначально в его шкале за 0 градусов принималась температура кипения воды, а за 100 градусов - температура замерзания. Позже, уже после смерти Цельсия, шкалу перевернули его соотечественники Карл Линней и Мортен Штремер - 0 градусов стала соответствовать точке замерзания воды, а 100 градусов - точке кипения. Такая шкала используется и в настоящее время.
Изначальное определение градуса Цельсия зависело от стандартного атмосферного давления, поскольку температуры кипения и замерзания воды зависят от давления. Это создавало сложности для стандартизации. Поэтому после принятия кельвина в качестве основной единицы температуры, определение градуса Цельсия было пересмотрено - теперь 1 градус Цельсия определяется как равный 1 кельвину, а 0 градусов Цельсия соответствует 273,15 кельвинам.
0 градусов по Цельсию - это температурная отметка, соответствующая точке замерзания воды при нормальном атмосферном давлении. Эта важная точка отсчета была выбрана Цельсием для своей шкалы измерения температуры и до сих пор широко используется.
Связь с другими шкалами
Шкала Цельсия тесно связана с другими температурными шкалами. В частности, она имеет прямую связь с абсолютной термодинамической шкалой – шкалой Кельвина. Один градус Цельсия равен одному градусу Кельвина, а ноль градусов Цельсия эквивалентен 273,15 градусам Кельвина.«0 градусов по Цельсию» соответствует температуре 273,15 Кельвина.
Кроме того, шкала Цельсия связана переводными формулами с другими широко используемыми шкалами – Фаренгейта и Реомюра. Например, для пересчета градусов Цельсия в градусы Фаренгейта используется формула:
| Шкала Цельсия | Шкала Фаренгейта |
| 0°C | 32°F |
Зная эти переводные коэффициенты, можно легко перевести показания в градусах Цельсия в градусы Фаренгейта или Реомюра и наоборот.
Значение нулевой отметки
В шкале Цельсия нулевой отметке присвоено специальное значение – температура плавления льда при нормальном атмосферном давлении. Иначе говоря, «0 градусов по Цельсию» – это температура, при которой лед начинает плавиться и превращаться в воду. Такая нулевая отметка была выбрана не случайно. Дело в том, что вода является одним из наиболее распространенных веществ на Земле. Превращения воды из одного агрегатного состояния (твердого, жидкого, газообразного) в другое имеют огромное значение для природы и человека.
В частности, температура плавления льда очень важна в метеорологии и для характеристики климата. Именно поэтому ей было присвоено значение 0 градусов Цельсия. Эта температурная отметка показывает границу, при пересечении которой происходит фазовый переход осадков из твердого агрегатного состояния (снег, лед) в жидкое (дождь). Также следует отметить, что нулевая отметка шкалы Цельсия является одной из основных реперных точек Международной температурной шкалы 1990 года.
Применение шкалы Цельсия
Шкала Цельсия является самой распространенной температурной шкалой в мире. Ее используют в науке, технике, метеорологии, медицине, быту. По сути, эта шкала стала международным стандартом для измерения температуры.
В частности, 0 градусов по Цельсию служит важной отметкой:
- В метеорологии и климатологии – для разграничения положительных и отрицательных температур, характеристики погодных условий.
- В строительных нормах и правилах – для определения минимально допустимых температур эксплуатации зданий и сооружений.
- В технических регламентах – для задания диапазонов рабочих температур оборудования, приборов, материалов.
- В медицине – для диагностики отклонений температуры тела человека от нормальных показателей.
Также шкала Цельсия активно применяется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования для установки целевой температуры воздуха в помещениях с учетом комфортных и оптимальных значений. Например, целевая температура воздуха в жилых комнатах обычно составляет 18-22°C. Благодаря удобству и наглядности шкала Цельсия завоевала популярность и активно используется для измерения температуры в быту – при приготовлении пищи, контроле температурного режима хранения продуктов, измерении температуры тела с помощью медицинских термометров и т.д.
