આધાર એકમ: કેલ્વિન (K) - નિરપેક્ષ શૂન્ય સંદર્ભિત

લાભો: થર્મોડાયનેમિક ગણતરીઓ, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ, આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્ર, પરમાણુ ઊર્જા સાથે સીધો પ્રમાણસરતા

ઉપયોગ: તમામ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન, અવકાશ સંશોધન, ક્રાયોજેનિક્સ, સુપરકન્ડક્ટિવિટી, કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર

• કેલ્વિન (K) - નિરપેક્ષ માપક્રમ

  0 K થી શરૂ થતો નિરપેક્ષ માપક્રમ; ડિગ્રીનું કદ સેલ્સિયસ જેટલું જ. વાયુ નિયમો, બ્લેક-બોડી રેડિયેશન, ક્રાયોજેનિક્સ અને થર્મોડાયનેમિક સમીકરણોમાં વપરાય છે
• સેલ્સિયસ (°C) - પાણી-આધારિત માપક્રમ

  માનક દબાણ પર પાણીના તબક્કા સંક્રમણો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત (0°C ઠારણ, 100°C ઉત્કલન); ડિગ્રીનું કદ કેલ્વિન જેટલું જ. વિશ્વભરમાં પ્રયોગશાળાઓ, ઉદ્યોગ અને દૈનિક જીવનમાં વ્યાપકપણે વપરાય છે
• રેન્કાઇન (°R) - નિરપેક્ષ ફેરનહીટ

  ફેરનહીટનો નિરપેક્ષ પ્રતિરૂપ જે સમાન ડિગ્રી કદ ધરાવે છે; 0°R = નિરપેક્ષ શૂન્ય. યુએસ થર્મોડાયનેમિક્સ અને એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગમાં સામાન્ય છે

આધાર એકમ: ફેરનહીટ (°F) - માનવ આરામ માપક્રમ

લાભો: હવામાન, શરીરના તાપમાનનું નિરીક્ષણ, આરામ નિયંત્રણ માટે માનવ-માપની ચોકસાઈ

ઉપયોગ: યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, કેટલાક કેરેબિયન દેશો, હવામાન અહેવાલ, તબીબી એપ્લિકેશનો

• ફેરનહીટ (°F) - માનવ આરામ માપક્રમ

  માનવ-લક્ષી માપક્રમ: પાણી 32°F પર થીજી જાય છે અને 212°F (1 atm) પર ઉકળે છે. યુએસ હવામાન, HVAC, રસોઈ અને તબીબી સંદર્ભોમાં સામાન્ય છે
• રિયૉમુર (°Ré) - ઐતિહાસિક યુરોપિયન

  0°Ré ઠારણ અને 80°Ré ઉત્કલન સાથેનો ઐતિહાસિક યુરોપિયન માપક્રમ. હજુ પણ જૂની વાનગીઓ અને કેટલાક ઉદ્યોગોમાં સંદર્ભિત છે
• ન્યૂટન (°N) - વૈજ્ઞાનિક ઐતિહાસિક

  આઇઝેક ન્યૂટન (1701) દ્વારા પ્રસ્તાવિત, 0°N ઠારણ અને 33°N ઉત્કલન સાથે. આજે મુખ્યત્વે ઐતિહાસિક રસ ધરાવે છે

થર્મોમીટર પહેલાં: માનવ-આધારિત પદ્ધતિઓ

• હાથ સ્પર્શ પરીક્ષણ: પ્રાચીન લુહારો ધાતુના તાપમાનને સ્પર્શ દ્વારા માપતા હતા - શસ્ત્રો અને સાધનો ઘડવા માટે મહત્વપૂર્ણ
• રંગ ઓળખ: માટીના વાસણો પકવવા માટે જ્યોત અને માટીના રંગો પર આધારિત - લાલ, નારંગી, પીળો, સફેદ વધતી ગરમી સૂચવે છે
• વર્તણૂકીય અવલોકન: પર્યાવરણીય તાપમાન સાથે પ્રાણીઓના વર્તનમાં ફેરફાર - સ્થળાંતર પેટર્ન, શિશિરનિદ્રાના સંકેતો
• વનસ્પતિ સૂચકાંકો: પાંદડામાં ફેરફાર, ફૂલોની પેટર્ન તાપમાન માર્ગદર્શક તરીકે - ફેનોલોજી પર આધારિત કૃષિ કૅલેન્ડર્સ
• પાણીની સ્થિતિઓ: બરફ, પ્રવાહી, વરાળ - તમામ સંસ્કૃતિઓમાં સૌથી જૂના સાર્વત્રિક તાપમાન સંદર્ભો

સાધનો પહેલાં, સંસ્કૃતિઓ માનવ સંવેદનાઓ અને કુદરતી સંકેતો દ્વારા તાપમાનનો અંદાજ લગાવતી હતી — સ્પર્શ પરીક્ષણો, જ્યોત અને સામગ્રીનો રંગ, પ્રાણીઓનું વર્તન અને વનસ્પતિ ચક્રો — જે પ્રારંભિક થર્મલ જ્ઞાનના અનુભવજન્ય પાયા બનાવે છે.

વૈજ્ઞાનિક ક્રાંતિ: તાપમાનનું પરિમાણ

• 1593: ગેલિલિયોનું થર્મોસ્કોપ - પાણીથી ભરેલી નળીમાં હવાના વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરતું પ્રથમ તાપમાન માપક ઉપકરણ
• 1654: ટસ્કનીના ફર્ડિનાન્ડ II - પ્રથમ સીલબંધ પ્રવાહી-ઇન-ગ્લાસ થર્મોમીટર (આલ્કોહોલ)
• 1701: આઇઝેક ન્યૂટન - 0°N ઠારણ, 33°N શરીરના તાપમાન સાથે તાપમાન માપક્રમ પ્રસ્તાવિત કર્યો
• 1714: ગેબ્રિયલ ફેરનહીટ - પારો થર્મોમીટર અને માનક માપક્રમ (32°F ઠારણ, 212°F ઉત્કલન)
• 1730: રેને રિયૉમુર - 0°r ઠારણ, 80°r ઉત્કલન માપક્રમ સાથે આલ્કોહોલ થર્મોમીટર
• 1742: એન્ડર્સ સેલ્સિયસ - 0°C ઠારણ, 100°C ઉત્કલન સાથે સેન્ટિગ્રેડ માપક્રમ (મૂળમાં ઉલટો!)
• 1743: જીન-પિયર ક્રિસ્ટિન - સેલ્સિયસ માપક્રમને આધુનિક સ્વરૂપમાં ઉલટાવ્યો

વૈજ્ઞાનિક ક્રાંતિએ તાપમાનને સંવેદનાથી માપનમાં પરિવર્તિત કર્યું. ગેલિલિયોના થર્મોસ્કોપથી લઈને ફેરનહીટના પારો થર્મોમીટર અને સેલ્સિયસના સેન્ટિગ્રેડ માપક્રમ સુધી, સાધનોએ વિજ્ઞાન અને ઉદ્યોગમાં ચોક્કસ, પુનરાવર્તનીય થર્મોમેટ્રીને સક્ષમ બનાવી.

ભૌતિક ધોરણોથી મૂળભૂત અચળાંકો સુધી

• 1887: ઇન્ટરનેશનલ બ્યુરો ઓફ વેઇટ્સ એન્ડ મેઝર્સ - પ્રથમ આંતરરાષ્ટ્રીય તાપમાન ધોરણો
• 1927: ઇન્ટરનેશનલ ટેમ્પરેચર સ્કેલ (ITS-27) - O₂ થી Au સુધીના 6 નિશ્ચિત બિંદુઓ પર આધારિત
• 1948: સેલ્સિયસ સત્તાવાર રીતે 'સેન્ટિગ્રેડ' ને બદલે છે - 9મી CGPM ઠરાવ
• 1954: પાણીનો ત્રિબિંદુ (273.16 K) - કેલ્વિનના મૂળભૂત સંદર્ભ તરીકે વ્યાખ્યાયિત
• 1967: કેલ્વિન (K) SI આધાર એકમ તરીકે અપનાવવામાં આવ્યો - 'ડિગ્રી કેલ્વિન' (°K) ને બદલે છે
• 1990: ITS-90 - 17 નિશ્ચિત બિંદુઓ સાથે વર્તમાન આંતરરાષ્ટ્રીય તાપમાન માપક્રમ
• 2019: SI પુનર્વ્યાખ્યા - કેલ્વિન બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક દ્વારા વ્યાખ્યાયિત (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹)

આધુનિક થર્મોમેટ્રી ભૌતિક કલાકૃતિઓથી મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વિકસિત થઈ. 2019 ની પુનર્વ્યાખ્યાએ કેલ્વિનને બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક સાથે જોડી દીધું, જે ભૌતિક ધોરણો પર આધાર રાખ્યા વિના બ્રહ્માંડમાં ગમે ત્યાં તાપમાન માપને પુનઃઉત્પાદનક્ષમ બનાવે છે.

કેલ્વિન પુનર્વ્યાખ્યા સામગ્રી-આધારિતથી ભૌતિકશાસ્ત્ર-આધારિત માપન તરફના દાખલામાં પરિવર્તનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

• સાર્વત્રિક પુનઃઉત્પાદનક્ષમતા: ક્વોન્ટમ ધોરણો ધરાવતી કોઈપણ પ્રયોગશાળા સ્વતંત્ર રીતે કેલ્વિનને સાકાર કરી શકે છે
• લાંબા ગાળાની સ્થિરતા: બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક ખસતો નથી, બગડતો નથી અથવા સંગ્રહની જરૂર નથી
• ચરમ તાપમાન: નેનોકેલ્વિનથી ગીગાકેલ્વિન સુધીના ચોક્કસ માપને સક્ષમ કરે છે
• ક્વોન્ટમ ટેકનોલોજી: ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ, ક્રાયોજેનિક્સ અને સુપરકન્ડક્ટિવિટી સંશોધનને સમર્થન આપે છે
• મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્ર: તમામ SI આધાર એકમો હવે પ્રકૃતિના અચળાંકો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત છે

રોજિંદા ઉપયોગ માટે ઝડપી અંદાજો:

• C થી F (આશરે): બમણું કરો, 30 ઉમેરો (દા.ત., 20°C → 40+30 = 70°F, વાસ્તવિક: 68°F)
• F થી C (આશરે): 30 બાદ કરો, અડધું કરો (દા.ત., 70°F → 40÷2 = 20°C, વાસ્તવિક: 21°C)
• C થી K: ફક્ત 273 ઉમેરો (અથવા ચોકસાઈ માટે બરાબર 273.15)
• K થી C: 273 બાદ કરો (અથવા બરાબર 273.15)
• F થી K: 460 ઉમેરો, 5/9 વડે ગુણાકાર કરો (અથવા બરાબર (F+459.67)×5/9 નો ઉપયોગ કરો)

ચોક્કસ ગણતરીઓ માટે:

• C થી F: F = (C × 9/5) + 32 અથવા F = (C × 1.8) + 32
• F થી C: C = (F - 32) × 5/9
• C થી K: K = C + 273.15
• K થી C: C = K - 273.15
• F થી K: K = (F + 459.67) × 5/9
• K થી F: F = (K × 9/5) - 459.67

આ એન્કર યાદ રાખો:

• નિરપેક્ષ શૂન્ય: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (સૌથી નીચું શક્ય તાપમાન)
• પાણી થીજી જાય છે: 273.15 K = 0°C = 32°F (1 atm દબાણ)
• પાણીનો ત્રિબિંદુ: 273.16 K = 0.01°C (ચોક્કસ વ્યાખ્યા બિંદુ)
• ઓરડાનું તાપમાન: ~293 K = 20°C = 68°F (આરામદાયક આસપાસનું તાપમાન)
• શરીરનું તાપમાન: 310.15 K = 37°C = 98.6°F (સામાન્ય માનવ કેન્દ્ર)
• પાણી ઉકળે છે: 373.15 K = 100°C = 212°F (1 atm, દરિયાની સપાટી)
• ઓવન મધ્યમ: ~450 K = 180°C = 356°F (ગેસ માર્ક 4)

Δ (ડેલ્ટા) એકમોને સમજવું:

• 1°C ફેરફાર = 1 K ફેરફાર = 1.8°F ફેરફાર = 1.8°R ફેરફાર (પ્રમાણ)
• તફાવતો માટે Δ ઉપસર્ગનો ઉપયોગ કરો: Δ°C, Δ°F, ΔK (નિરપેક્ષ તાપમાન નહીં)
• ઉદાહરણ: જો તાપમાન 20°C થી 25°C સુધી વધે, તો તે Δ5°C = Δ9°F ફેરફાર છે
• વિવિધ માપક્રમોમાં નિરપેક્ષ તાપમાન ક્યારેય ઉમેરશો/બાદ કરશો નહીં (20°C + 30°F ≠ 50 કંઈપણ!)
• અંતરાલ માટે, કેલ્વિન અને સેલ્સિયસ સરખા છે (1 K અંતરાલ = 1°C અંતરાલ)

• કેલ્વિનમાં કોઈ ડિગ્રી પ્રતીક નથી: 'K' લખો, '°K' નહીં (1967 માં બદલાયું)
• નિરપેક્ષ તાપમાનને તફાવતો સાથે ગૂંચવશો નહીં: 5°C ≠ Δ5°C સંદર્ભમાં
• તાપમાનને સીધા ઉમેરી/ગુણાકાર કરી શકાતા નથી: 10°C × 2 ≠ 20°C સમકક્ષ ગરમી ઊર્જા
• રેન્કાઇન નિરપેક્ષ ફેરનહીટ છે: 0°R = નિરપેક્ષ શૂન્ય, 0°F નહીં
• ઋણ કેલ્વિન અશક્ય છે: 0 K નિરપેક્ષ લઘુત્તમ છે (ક્વોન્ટમ અપવાદો સિવાય)
• ગેસ માર્ક ઓવન પ્રમાણે બદલાય છે: GM4 ~180°C છે પરંતુ બ્રાન્ડના આધારે ±15°C હોઈ શકે છે
• સેલ્સિયસ ≠ સેન્ટિગ્રેડ ઐતિહાસિક રીતે: સેલ્સિયસ મૂળમાં ઉલટો હતો (100° ઠારણ, 0° ઉત્કલન!)

• હવામાન: મુખ્ય બિંદુઓ યાદ રાખો (0°C=ઠારણ, 20°C=સરસ, 30°C=ગરમ, 40°C=અતિશય)
• રસોઈ: માંસનું આંતરિક તાપમાન સલામતી માટે મહત્વપૂર્ણ છે (મરઘાં માટે 165°F/74°C)
• વિજ્ઞાન: થર્મોડાયનેમિક ગણતરીઓ (વાયુ નિયમો, એન્ટ્રોપી) માટે હંમેશા કેલ્વિનનો ઉપયોગ કરો
• મુસાફરી: યુએસ °F નો ઉપયોગ કરે છે, મોટાભાગના વિશ્વ °C નો ઉપયોગ કરે છે - આશરે રૂપાંતર જાણો
• તાવ: સામાન્ય શરીરનું તાપમાન 37°C (98.6°F); તાવ લગભગ 38°C (100.4°F) થી શરૂ થાય છે
• ઊંચાઈ: ઊંચાઈ વધતાં પાણી નીચા તાપમાને ઉકળે છે (~95°C 2000m પર)

• ધાતુ પ્રક્રિયા અને ઘડતર

  સ્ટીલ બનાવટ (∼1538°C), એલોય નિયંત્રણ, અને ઉષ્મા-ઉપચાર વક્રો ગુણવત્તા, માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને સલામતી માટે ચોક્કસ ઉચ્ચ-તાપમાન માપનની માંગ કરે છે
• રાસાયણિક અને પેટ્રોકેમિકલ

  ક્રેકિંગ, રિફોર્મિંગ, પોલિમરાઇઝેશન, અને ડિસ્ટિલેશન કોલમ્સ ઉપજ, સલામતી અને કાર્યક્ષમતા માટે વિશાળ શ્રેણીમાં ચોક્કસ તાપમાન પ્રોફાઇલિંગ પર આધાર રાખે છે
• ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સેમિકન્ડક્ટર્સ

  ભઠ્ઠી એનિલિંગ (1000°C+), ડિપોઝિશન/એચ વિન્ડોઝ, અને ચુસ્ત ક્લીનરૂમ નિયંત્રણ (±0.1°C) ઉચ્ચ ઉપકરણ પ્રદર્શન અને ઉપજને આધાર આપે છે

• શરીરના તાપમાનનું નિરીક્ષણ

  સામાન્ય કેન્દ્ર શ્રેણી 36.1–37.2°C; તાવની થ્રેશોલ્ડ; હાયપોથર્મિયા/હાયપરથર્મિયા વ્યવસ્થાપન; ગંભીર સંભાળ અને શસ્ત્રક્રિયામાં સતત નિરીક્ષણ
• ફાર્માસ્યુટિકલ સ્ટોરેજ

  રસી કોલ્ડ ચેઇન (2–8°C), અલ્ટ્રા-કોલ્ડ ફ્રીઝર્સ (−80°C સુધી), અને તાપમાન-સંવેદનશીલ દવાઓ માટે એક્સકર્ઝન ટ્રેકિંગ
• તબીબી સાધનોનું કેલિબ્રેશન

  વંધ્યીકરણ (121°C ઓટોક્લેવ્સ), ક્રાયોથેરાપી (−196°C પ્રવાહી નાઇટ્રોજન), અને ડાયગ્નોસ્ટિક અને રોગનિવારક ઉપકરણોનું કેલિબ્રેશન

• ભૌતિકશાસ્ત્ર અને પદાર્થ વિજ્ઞાન

  0 K નજીક સુપરકન્ડક્ટિવિટી, ક્રાયોજેનિક્સ, તબક્કા સંક્રમણો, પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્ર (મેગાકેલ્વિન શ્રેણી), અને ચોક્કસ મેટ્રોલોજી
• રાસાયણિક સંશોધન

  પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્ર અને સંતુલન, સ્ફટિકીકરણ નિયંત્રણ, અને સંશ્લેષણ અને વિશ્લેષણ દરમિયાન થર્મલ સ્થિરતા
• અવકાશ અને એરોસ્પેસ

  થર્મલ પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ્સ, ક્રાયોજેનિક પ્રોપેલન્ટ્સ (LH₂ −253°C પર), અવકાશયાન થર્મલ બેલેન્સ, અને ગ્રહીય વાતાવરણ અભ્યાસ

• ચોક્કસ બેકિંગ અને પેસ્ટ્રી

  બ્રેડ પ્રૂફિંગ (26–29°C), ચોકલેટ ટેમ્પરિંગ (31–32°C), ખાંડના તબક્કાઓ, અને સુસંગત પરિણામો માટે ઓવન પ્રોફાઇલ વ્યવસ્થાપન
• માંસ સુરક્ષા અને ગુણવત્તા

  સુરક્ષિત આંતરિક તાપમાન (મરઘાં 74°C, ગોમાંસ 63°C), કેરીઓવર કૂકિંગ, સોસ-વિડ કોષ્ટકો, અને HACCP પાલન
• ખાદ્ય સંરક્ષણ અને સુરક્ષા

  ખાદ્ય જોખમ ક્ષેત્ર (4–60°C), ઝડપી ઠંડક, કોલ્ડ ચેઇન અખંડિતતા, અને રોગકારક વૃદ્ધિ નિયંત્રણ

°F = (°C × 9/5) + 32 નો ઉપયોગ કરો. ઉદાહરણ: 25°C → 77°F

°C = (°F − 32) × 5/9 નો ઉપયોગ કરો. ઉદાહરણ: 100°F → 37.8°C

K = °C + 273.15 નો ઉપયોગ કરો. ઉદાહરણ: 27°C → 300.15 K

K = (°F + 459.67) × 5/9 નો ઉપયોગ કરો. ઉદાહરણ: 68°F → 293.15 K

°C નિરપેક્ષ તાપમાન વ્યક્ત કરે છે; Δ°C તાપમાનનો તફાવત (અંતરાલ) વ્યક્ત કરે છે. 1 Δ°C 1 K બરાબર છે

ફેરનહીટ ડિગ્રીનો ઉપયોગ કરતો નિરપેક્ષ માપક્રમ: 0°R = નિરપેક્ષ શૂન્ય; °R = K × 9/5

273.16 K જ્યાં પાણીના ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ તબક્કાઓ સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે; થર્મોડાયનેમિક સંદર્ભ તરીકે વપરાય છે

1 eV બોલ્ટ્ઝમેનના અચળાંક (k_B) દ્વારા 11604.51812 K ને અનુરૂપ છે. પ્લાઝ્મા અને ઉચ્ચ-ઊર્જા સંદર્ભો માટે વપરાય છે

આશરે 1.4168×10^32 K, એક સૈદ્ધાંતિક ઉપલી મર્યાદા જ્યાં જાણીતું ભૌતિકશાસ્ત્ર તૂટી જાય છે

ઓરડો ~22°C (295 K); માનવ શરીર ~37°C (310 K)

કેલ્વિન એક ભૌતિક અચળાંક (k_B) દ્વારા વ્યાખ્યાયિત નિરપેક્ષ થર્મોડાયનેમિક એકમ છે, મનસ્વી માપક્રમ નથી, તેથી તે K (°K નહીં) નો ઉપયોગ કરે છે.

કેલ્વિનમાં નિરપેક્ષ તાપમાન ઋણ હોઈ શકતું નથી; જોકે, કેટલીક સિસ્ટમો વસ્તી વ્યુત્ક્રમણના અર્થમાં 'ઋણ તાપમાન' દર્શાવે છે — તે કોઈપણ હકારાત્મક K કરતાં ગરમ હોય છે.