温度変換
絶対零度から恒星核まで:すべての温度スケールをマスターする
温度は量子力学から恒星核融合、工業プロセスから日常の快適さまで、あらゆるものを支配します。この信頼できるガイドは、主要なすべてのスケール(ケルビン、セルシウス、ファーレンハイト、ランキン、レオミュール、ドリル、ニュートン、レーマー)、温度差(Δ°C、Δ°F、Δ°R)、科学的な極限(mK、μK、nK、eV)、および実用的な参照点を網羅しています — 明瞭さ、正確さ、SEOのために最適化されています。
基本的な温度スケール
科学的スケール(絶対)
基本単位:ケルビン (K) - 絶対零度を基準
利点:熱力学計算、量子力学、統計物理学、分子エネルギーへの直接的な比例関係
用途:すべての科学研究、宇宙探査、極低温学、超伝導、素粒子物理学
- ケルビン (K) - 絶対スケール0 Kから始まる絶対スケール。1度の大きさはセルシウスと同じ。気体の法則、黒体放射、極低温学、熱力学方程式で使用されます
- セルシウス (°C) - 水基準のスケール標準圧力下での水の相転移によって定義されます(0°Cで凍結、100°Cで沸騰)。1度の大きさはケルビンと同じ。世界中の研究室、産業、日常生活で広く使用されています
- ランキン (°R) - 絶対ファーレンハイトファーレンハイトの絶対対応物で、同じ度の大きさを持ちます。0°R = 絶対零度。米国の熱力学および航空宇宙工学で一般的です
歴史的および地域的スケール
基本単位:ファーレンハイト (°F) - 人間の快適性スケール
利点:天気、体温監視、快適性制御のための人間規模の精度
用途:米国、一部のカリブ諸国、天気予報、医療用途
- ファーレンハイト (°F) - 人間の快適性スケール人間向けのスケール:水は32°Fで凍り、212°Fで沸騰します(1気圧)。米国の天気、HVAC、料理、医療の文脈で一般的です
- レオミュール (°Ré) - 歴史的ヨーロッパ歴史的なヨーロッパのスケールで、0°Réで凍結し、80°Réで沸騰します。古いレシピや特定の産業で今でも参照されます
- ニュートン (°N) - 科学的歴史アイザック・ニュートンによって提案され(1701年)、0°Nで凍結し、33°Nで沸騰します。今日では主に歴史的な関心事です
- ケルビン(K)は0 K(絶対零度)から始まる絶対スケールで、科学計算に不可欠です
- セルシウス(°C)は水の参照点を使用します:標準圧力下で0°Cで凍結、100°Cで沸騰
- ファーレンハイト(°F)は人間規模の精度を提供します:32°Fで凍結、212°Fで沸騰、米国の天気で一般的
- ランキン(°R)は、絶対零度の参照とファーレンハイト度の大きさを工学用に組み合わせます
- すべての科学的研究では、熱力学計算と気体の法則にケルビンを使用する必要があります
温度測定の進化
初期:人間の感覚から科学機器へ
古代の温度評価(西暦1500年以前)
温度計以前:人間ベースの方法
- 手触りテスト:古代の鍛冶屋は触覚で金属の温度を判断しました - 武器や道具を鍛造するために重要でした
- 色認識:陶器の焼成は炎と粘土の色に基づいていました - 赤、オレンジ、黄、白は熱の上昇を示しました
- 行動観察:動物の行動は環境温度によって変化します - 渡りのパターン、冬眠の手がかり
- 植物指標:葉の変化、開花パターンが温度の指標として - フェノロジーに基づく農業カレンダー
- 水の状態:氷、液体、蒸気 - すべての文化における最も初期の普遍的な温度基準
機器が登場する前、文明は人間の感覚や自然の手がかり(触覚テスト、炎や物質の色、動物の行動、植物のサイクル)を通じて温度を推定し、初期の熱に関する知識の経験的基盤を形成しました。
温度測定の誕生(1593-1742)
科学革命:温度の定量化
- 1593年:ガリレオのサーモスコープ - 水で満たされた管の中の空気の膨張を利用した最初の温度測定装置
- 1654年:トスカーナのフェルディナンド2世 - 最初の密閉型液体ガラス温度計(アルコール)
- 1701年:アイザック・ニュートン - 0°Nを氷点、33°Nを体温とする温度スケールを提案
- 1714年:ガブリエル・ファーレンハイト - 水銀温度計と標準化されたスケール(32°Fで凍結、212°Fで沸騰)
- 1730年:ルネ・レオミュール - 0°rを氷点、80°rを沸点とするアルコール温度計
- 1742年:アンデルス・セルシウス - 0°Cを氷点、100°Cを沸点とする摂氏スケール(当初は逆!)
- 1743年:ジャン=ピエール・クリスタン - セルシウススケールを現代の形に反転
科学革命は温度を感覚から測定へと変えました。ガリレオのサーモスコープからファーレンハイトの水銀温度計、セルシウスの摂氏スケールまで、計器類は科学と産業全体で正確で再現可能な温度測定を可能にしました。
絶対温度の発見(1702-1854)
絶対零度の探求(1702-1848)
温度の下限の発見
- 1702年:ギヨーム・アモントン - 一定温度で気体の圧力が0に近づくことを観察し、絶対零度を示唆
- 1787年:ジャック・シャルル - 気体が1℃あたり1/273収縮することを発見(シャルルの法則)
- 1802年:ジョセフ・ゲイ=リュサック - 気体の法則を改良し、-273℃を理論上の最低温度として外挿
- 1848年:ウィリアム・トムソン(ケルビン卿) - -273.15℃から始まる絶対温度スケールを提案
- 1854年:ケルビンスケールの採用 - 0 Kを絶対零度とし、1度の大きさはセルシウスと同じ
気体の法則の実験は、温度の基本的な限界を明らかにしました。気体の体積と圧力をゼロに外挿することにより、科学者たちは絶対零度(-273.15℃)を発見し、これが熱力学と統計力学に不可欠なケルビンスケールにつながりました。
現代:人工物から基本定数へ
現代の標準化(1887-2019)
物理的基準から基本定数へ
- 1887年:国際度量衡局 - 最初の国際温度基準
- 1927年:国際温度目盛(ITS-27) - O₂からAuまでの6つの固定点に基づく
- 1948年:セルシウスが公式に「摂氏」を置き換える - 第9回CGPM決議
- 1954年:水の三重点(273.16 K) - ケルビンの基本参照点として定義
- 1967年:ケルビン(K)がSI基本単位として採用 - 「ケルビン度」(°K)を置き換える
- 1990年:ITS-90 - 17の固定点を持つ現在の国際温度目盛
- 2019年:SIの再定義 - ケルビンはボルツマン定数によって定義される(k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹)
現代の温度測定は、物理的な人工物から基本的な物理学へと進化しました。2019年の再定義は、ケルビンをボルツマン定数に固定し、物質的な基準に頼ることなく宇宙のどこでも温度測定を再現可能にしました。
2019年の再定義が重要な理由
ケルビンの再定義は、物質ベースの測定から物理学ベースの測定へのパラダイムシフトを表しています。
- 普遍的な再現性:量子基準を持つどの研究室でもケルビンを独立して実現できる
- 長期安定性:ボルツマン定数はドリフトせず、劣化せず、保管も不要
- 極端な温度:ナノケルビンからギガケルビンまでの正確な測定が可能
- 量子技術:量子コンピューティング、極低温学、超伝導の研究をサポート
- 基本物理学:すべてのSI基本単位は現在、自然の定数によって定義されている
- 初期の方法は、主観的な触覚や氷の融解などの自然現象に依存していました
- 1593年:ガリレオが最初のサーモスコープを発明し、温度の定量的測定につながりました
- 1724年:ダニエル・ファーレンハイトが今日私たちが使用するスケールで水銀温度計を標準化しました
- 1742年:アンデルス・セルシウスが水の相転移に基づいた摂氏スケールを作成しました
- 1848年:ケルビン卿が現代物理学の基礎となる絶対温度スケールを確立しました
記憶術と簡単な変換のコツ
簡単な暗算変換
日常使用のための簡単な近似計算:
- CからFへ(大まかに):2倍して30を足す(例:20°C → 40+30 = 70°F、実際は68°F)
- FからCへ(大まかに):30を引いて半分にする(例:70°F → 40÷2 = 20°C、実際は21°C)
- CからKへ:273を足すだけ(または正確には273.15)
- KからCへ:273を引く(または正確には273.15)
- FからKへ:460を足して5/9を掛ける(または正確には(F+459.67)×5/9を使用)
正確な変換式
正確な計算のために:
- CからFへ:F = (C × 9/5) + 32 または F = (C × 1.8) + 32
- FからCへ:C = (F - 32) × 5/9
- CからKへ:K = C + 273.15
- KからCへ:C = K - 273.15
- FからKへ:K = (F + 459.67) × 5/9
- KからFへ:F = (K × 9/5) - 459.67
必須の参照温度
これらの基準点を覚えましょう:
- 絶対零度:0 K = -273.15°C = -459.67°F(可能な限り低い温度)
- 水が凍る:273.15 K = 0°C = 32°F(1気圧)
- 水の三重点:273.16 K = 0.01°C(正確な定義点)
- 室温:~293 K = 20°C = 68°F(快適な環境)
- 体温:310.15 K = 37°C = 98.6°F(正常な人間の深部体温)
- 水が沸騰する:373.15 K = 100°C = 212°F(1気圧、海抜0メートル)
- オーブン中温:~450 K = 180°C = 356°F(ガスコンロの目盛り4)
温度差(間隔)
Δ(デルタ)単位の理解:
- 1°Cの変化 = 1 Kの変化 = 1.8°Fの変化 = 1.8°Rの変化(大きさ)
- 差にはΔプレフィックスを使用:Δ°C、Δ°F、ΔK(絶対温度ではない)
- 例:温度が20°Cから25°Cに上昇した場合、それはΔ5°C = Δ9°Fの変化です
- 異なるスケールの絶対温度を直接足したり引いたりしないでください(20°C + 30°F ≠ 50何か!)
- 間隔の場合、ケルビンとセルシウスは同じです(1 Kの間隔 = 1°Cの間隔)
避けるべき一般的な間違い
- ケルビンには度の記号がありません:「K」と書き、「°K」とは書きません(1967年に変更)
- 絶対温度と差を混同しないでください:文脈上、5°C ≠ Δ5°C
- 温度を直接足したり掛けたりすることはできません:10°C × 2 ≠ 20°Cに相当する熱エネルギー
- ランキンは絶対ファーレンハイトです:0°R = 絶対零度、0°Fではありません
- 負のケルビンは不可能です:0 Kは絶対的な最低温度です(量子的な例外を除く)
- ガスコンロの目盛りはオーブンによって異なります:GM4は約180°Cですが、ブランドによって±15°Cの差がある場合があります
- 歴史的にセルシウス ≠ 摂氏:セルシウススケールはもともと逆でした(100°が氷点、0°が沸点!)
実用的な温度のヒント
- 天気:重要なポイントを覚えましょう(0°C=凍結、20°C=快適、30°C=暑い、40°C=猛暑)
- 料理:肉の内部温度は安全のために重要です(鶏肉は165°F/74°C)
- 科学:熱力学計算(気体の法則、エントロピー)には常にケルビンを使用してください
- 旅行:米国では°F、世界のほとんどでは°Cが使用されます - 大まかな変換を知っておきましょう
- 熱:平熱は37°C(98.6°F)です。熱は約38°C(100.4°F)から始まります
- 標高:標高が上がると水の沸点が下がります(2000mで約95°C)
産業における温度の応用
工業生産
- 金属加工と鍛造製鋼(約1538°C)、合金制御、熱処理曲線は、品質、微細構造、安全性のために正確な高温測定を必要とします
- 化学および石油化学クラッキング、リフォーミング、重合、蒸留塔は、広範囲にわたる収率、安全性、効率性のために正確な温度プロファイリングに依存しています
- 電子機器および半導体炉でのアニーリング(1000°C以上)、成膜/エッチングウィンドウ、厳密なクリーンルーム制御(±0.1°C)が、高度なデバイスの性能と歩留まりを支えます
医療およびヘルスケア
- 体温監視正常な深部体温範囲は36.1~37.2°C。発熱のしきい値、低体温症/高体温症の管理、集中治療や手術における継続的な監視
- 医薬品の保管ワクチンのコールドチェーン(2~8°C)、超低温冷凍庫(-80°Cまで)、温度に敏感な医薬品の逸脱追跡
- 医療機器の校正滅菌(オートクレーブ121°C)、凍結療法(-196°C液体窒素)、診断および治療機器の校正
科学研究
- 物理学および材料科学0 K近くでの超伝導、極低温学、相転移、プラズマ物理学(メガケルビン範囲)、精密計測学
- 化学研究反応速度論と平衡、結晶化制御、合成および分析中の熱安定性
- 宇宙および航空宇宙熱保護システム、極低温推進剤(-253°CのLH₂)、宇宙船の熱収支、惑星大気の研究
調理芸術と食品安全
- 精密なパン作りと菓子作りパンの発酵(26~29°C)、チョコレートのテンパリング(31~32°C)、砂糖の段階、一貫した結果を得るためのオーブンプロファイル管理
- 肉の安全性と品質安全な内部温度(鶏肉74°C、牛肉63°C)、余熱調理、スービード表、HACCP準拠
- 食品保存と安全性食品危険地帯(4~60°C)、急速冷却、コールドチェーンの完全性、病原菌増殖の制御
- 工業プロセスでは、冶金、化学反応、半導体製造のために正確な温度制御が必要です
- 医療応用には、体温監視、医薬品の保管、滅菌手順が含まれます
- 調理芸術は、食品安全、製パン化学、肉の調理のために特定の温度に依存します
- 科学研究では、極低温学(mK)からプラズマ物理学(MK)までの極端な温度が使用されます
- HVACシステムは、地域の温度スケールと湿度制御を使用して人間の快適性を最適化します
極限温度の世界
普遍的な温度現象
| 現象 | ケルビン (K) | セルシウス (°C) | ファーレンハイト (°F) | 物理的な意義 |
|---|---|---|---|---|
| 絶対零度(理論上) | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | すべての分子運動が停止、量子的な基底状態 |
| 液体ヘリウムの沸点 | 4.2 K | -268.95°C | -452.11°F | 超伝導、量子現象、宇宙技術 |
| 液体窒素の沸騰 | 77 K | -196°C | -321°F | 極低温保存、超伝導磁石 |
| 水の氷点 | 273.15 K | 0°C | 32°F | 生命の保存、気象パターン、セルシウスの定義 |
| 快適な室温 | 295 K | 22°C | 72°F | 人間の熱的快適性、建物の空調制御 |
| 人間の体温 | 310 K | 37°C | 98.6°F | 最適な人間の生理機能、医療健康指標 |
| 水の沸点 | 373 K | 100°C | 212°F | 蒸気動力、料理、セルシウス/ファーレンハイトの定義 |
| 家庭用オーブンでの調理 | 450 K | 177°C | 350°F | 食品の調理、調理中の化学反応 |
| 鉛の融点 | 601 K | 328°C | 622°F | 金属加工、電子機器のはんだ付け |
| 鉄の融点 | 1811 K | 1538°C | 2800°F | 鋼の生産、工業的な金属加工 |
| 太陽の表面温度 | 5778 K | 5505°C | 9941°F | 恒星物理学、太陽エネルギー、光のスペクトル |
| 太陽の中心温度 | 15,000,000 K | 15,000,000°C | 27,000,000°F | 核融合、エネルギー生産、恒星の進化 |
| プランク温度(理論上の上限) | 1.416784 × 10³² K | 1.416784 × 10³² °C | 2.55 × 10³² °F | 理論物理学の限界、ビッグバンの条件、量子重力(CODATA 2018) |
人工的に達成された最も低い温度は0.0000000001 Kで、絶対零度より100億分の1度高いだけで、宇宙空間よりも寒い!
雷の通り道は30,000 K(53,540°F)の温度に達し、太陽の表面より5倍も熱い!
あなたの体は100ワットの電球に相当する熱を発生させ、生存のために±0.5°C以内の正確な温度を維持しています!
必須の温度変換
簡単な変換例
標準的な変換式
| セルシウスからファーレンハイトへ | °F = (°C × 9/5) + 32 | 25°C → 77°F |
| ファーレンハイトからセルシウスへ | °C = (°F − 32) × 5/9 | 100°F → 37.8°C |
| セルシウスからケルビンへ | K = °C + 273.15 | 27°C → 300.15 K |
| ケルビンからセルシウスへ | °C = K − 273.15 | 273.15 K → 0°C |
| ファーレンハイトからケルビンへ | K = (°F + 459.67) × 5/9 | 68°F → 293.15 K |
| ケルビンからファーレンハイトへ | °F = (K × 9/5) − 459.67 | 373.15 K → 212°F |
| ランキンからケルビンへ | K = °R × 5/9 | 491.67°R → 273.15 K |
| ケルビンからランキンへ | °R = K × 9/5 | 273.15 K → 491.67°R |
| レオミュールからセルシウスへ | °C = °Ré × 5/4 | 80°Ré → 100°C |
| ドリルからセルシウスへ | °C = 100 − (°De × 2/3) | 0°De → 100°C; 150°De → 0°C |
| ニュートンからセルシウスへ | °C = °N × 100/33 | 33°N → 100°C |
| レーマーからセルシウスへ | °C = (°Rø − 7.5) × 40/21 | 60°Rø → 100°C |
| セルシウスからレオミュールへ | °Ré = °C × 4/5 | 100°C → 80°Ré |
| セルシウスからドリルへ | °De = (100 − °C) × 3/2 | 0°C → 150°De; 100°C → 0°De |
| セルシウスからニュートンへ | °N = °C × 33/100 | 100°C → 33°N |
| セルシウスからレーマーへ | °Rø = (°C × 21/40) + 7.5 | 100°C → 60°Rø |
普遍的な温度の参照点
| 参照点 | ケルビン (K) | セルシウス (°C) | ファーレンハイト (°F) | 実用的な応用 |
|---|---|---|---|---|
| 絶対零度 | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | 理論上の最低温度。量子的な基底状態 |
| 水の三重点 | 273.16 K | 0.01°C | 32.018°F | 正確な熱力学的参照。校正 |
| 水の氷点 | 273.15 K | 0°C | 32°F | 食品安全、気候、歴史的なセルシウスの基準点 |
| 室温 | 295 K | 22°C | 72°F | 人間の快適性、HVACの設計点 |
| 人間の体温 | 310 K | 37°C | 98.6°F | 臨床的なバイタルサイン。健康監視 |
| 水の沸点 | 373.15 K | 100°C | 212°F | 料理、滅菌、蒸気動力(1気圧) |
| 家庭用オーブンでの調理 | 450 K | 177°C | 350°F | 一般的な調理設定 |
| 液体窒素の沸騰 | 77 K | -196°C | -321°F | 極低温学と保存 |
| 鉛の融点 | 601 K | 328°C | 622°F | はんだ付け、冶金学 |
| 鉄の融点 | 1811 K | 1538°C | 2800°F | 鋼の生産 |
| 太陽の表面温度 | 5778 K | 5505°C | 9941°F | 太陽物理学 |
| 宇宙マイクロ波背景放射 | 2.7255 K | -270.4245°C | -454.764°F | ビッグバンの残光 |
| ドライアイス(CO₂)の昇華 | 194.65 K | -78.5°C | -109.3°F | 食品輸送、霧の効果、実験室での冷却 |
| ヘリウムのラムダ点(He-II転移) | 2.17 K | -270.98°C | -455.76°F | 超流動転移。極低温学 |
| 液体酸素の沸騰 | 90.19 K | -182.96°C | -297.33°F | ロケットの酸化剤、医療用酸素 |
| 水銀の凝固点 | 234.32 K | -38.83°C | -37.89°F | 温度計液体の限界 |
| 測定された最高気温 | 329.85 K | 56.7°C | 134.1°F | デスバレー(1913年) — 異論あり。最近検証されたのは約54.4°C |
| 測定された最低気温 | 183.95 K | -89.2°C | -128.6°F | ボストーク基地、南極(1983年) |
| コーヒーの提供(熱く、飲みやすい) | 333.15 K | 60°C | 140°F | 快適な飲み心地。70°C以上はやけどのリスクを高める |
| 牛乳の低温殺菌(HTST) | 345.15 K | 72°C | 161.6°F | 高温短時間:15秒 |
水の沸点と標高の関係(概算)
| 標高 | セルシウス (°C) | ファーレンハイト (°F) | 備考 |
|---|---|---|---|
| 海抜0メートル | 100°C | 212°F | 標準大気圧(1気圧) |
| 500 m | 98°C | 208°F | 概算 |
| 1,000 m | 96.5°C | 205.7°F | 概算 |
| 1,500 m | 95°C | 203°F | 概算 |
| 2,000 m | 93°C | 199°F | 概算 |
| 3,000 m | 90°C | 194°F | 概算 |
温度差と絶対温度
差分単位は、絶対的な状態ではなく間隔(変化)を測定します。
- 1 Δ°Cは1 Kに等しい(同じ大きさ)
- 1 Δ°Fは1 Δ°Rに等しく、5/9 Kに等しい
- 温度の上昇/下降、勾配、許容範囲にはΔを使用してください
| 間隔単位 | 等しい (K) | 備考 |
|---|---|---|
| Δ°C(セルシウス度の差) | 1 K | ケルビン間隔と同じ大きさ |
| Δ°F(ファーレンハイト度の差) | 5/9 K | Δ°Rと同じ大きさ |
| Δ°R(ランキン度の差) | 5/9 K | Δ°Fと同じ大きさ |
調理用ガスコンロの目盛り変換(概算)
ガスコンロの目盛りはオーブンの概算設定です。個々のオーブンによって異なります。必ずオーブン用温度計で確認してください。
| ガスコンロの目盛り | セルシウス (°C) | ファーレンハイト (°F) |
|---|---|---|
| 1/4 | 107°C | 225°F |
| 1/2 | 121°C | 250°F |
| 1 | 135°C | 275°F |
| 2 | 149°C | 300°F |
| 3 | 163°C | 325°F |
| 4 | 177°C | 350°F |
| 5 | 191°C | 375°F |
| 6 | 204°C | 400°F |
| 7 | 218°C | 425°F |
| 8 | 232°C | 450°F |
| 9 | 246°C | 475°F |
完全な温度単位カタログ
絶対スケール
| 単位ID | 名前 | 記号 | 説明 | ケルビンに変換 | ケルビンから変換 |
|---|---|---|---|---|---|
| K | ケルビン | K | 熱力学温度のSI基本単位。 | K = K | K = K |
| water-triple | 水の三重点 | TPW | 基本的な参照:1 TPW = 273.16 K | K = TPW × 273.16 | TPW = K ÷ 273.16 |
相対スケール
| 単位ID | 名前 | 記号 | 説明 | ケルビンに変換 | ケルビンから変換 |
|---|---|---|---|---|---|
| C | セルシウス | °C | 水基準のスケール。1度の大きさはケルビンと同じ | K = °C + 273.15 | °C = K − 273.15 |
| F | ファーレンハイト | °F | 米国で使用される人間向けのスケール | K = (°F + 459.67) × 5/9 | °F = (K × 9/5) − 459.67 |
| R | ランキン | °R | °Fと同じ度の大きさを持つ絶対ファーレンハイト | K = °R × 5/9 | °R = K × 9/5 |
歴史的スケール
| 単位ID | 名前 | 記号 | 説明 | ケルビンに変換 | ケルビンから変換 |
|---|---|---|---|---|---|
| Re | レオミュール | °Ré | 0°Réで凍結、80°Réで沸騰 | K = (°Ré × 5/4) + 273.15 | °Ré = (K − 273.15) × 4/5 |
| De | ドリル | °De | 逆スケール:0°Deで沸騰、150°Deで凍結 | K = 373.15 − (°De × 2/3) | °De = (373.15 − K) × 3/2 |
| N | ニュートン | °N | 0°Nで凍結、33°Nで沸騰 | K = 273.15 + (°N × 100/33) | °N = (K − 273.15) × 33/100 |
| Ro | レーマー | °Rø | 7.5°Røで凍結、60°Røで沸騰 | K = 273.15 + ((°Rø − 7.5) × 40/21) | °Rø = ((K − 273.15) × 21/40) + 7.5 |
科学的および極限
| 単位ID | 名前 | 記号 | 説明 | ケルビンに変換 | ケルビンから変換 |
|---|---|---|---|---|---|
| mK | ミリケルビン | mK | 極低温学と超伝導 | K = mK × 1e−3 | mK = K × 1e3 |
| μK | マイクロケルビン | μK | ボース=アインシュタイン凝縮体。量子気体 | K = μK × 1e−6 | μK = K × 1e6 |
| nK | ナノケルビン | nK | 絶対零度に近いフロンティア | K = nK × 1e−9 | nK = K × 1e9 |
| eV | 電子ボルト(温度換算) | eV | エネルギー等価温度。プラズマ | K ≈ eV × 11604.51812 | eV ≈ K ÷ 11604.51812 |
| meV | ミリエレクトロンボルト(温度換算) | meV | 固体物理学 | K ≈ meV × 11.60451812 | meV ≈ K ÷ 11.60451812 |
| keV | キロ電子ボルト(温度換算) | keV | 高エネルギープラズマ | K ≈ keV × 1.160451812×10^7 | keV ≈ K ÷ 1.160451812×10^7 |
| dK | デシケルビン | dK | SI接頭辞付きケルビン | K = dK × 1e−1 | dK = K × 10 |
| cK | センチケルビン | cK | SI接頭辞付きケルビン | K = cK × 1e−2 | cK = K × 100 |
| kK | キロケルビン | kK | 天体物理プラズマ | K = kK × 1000 | kK = K ÷ 1000 |
| MK | メガケルビン | MK | 恒星内部 | K = MK × 1e6 | MK = K ÷ 1e6 |
| T_P | プランク温度 | T_P | 理論上の上限(CODATA 2018) | K = T_P × 1.416784×10^32 | T_P = K ÷ 1.416784×10^32 |
差分(間隔)単位
| 単位ID | 名前 | 記号 | 説明 | ケルビンに変換 | ケルビンから変換 |
|---|---|---|---|---|---|
| dC | 摂氏(差) | Δ°C | 1 Kに等しい温度間隔 | — | — |
| dF | 華氏(差) | Δ°F | 5/9 Kに等しい温度間隔 | — | — |
| dR | ランキン度(差) | Δ°R | Δ°Fと同じ大きさ(5/9 K) | — | — |
調理用
| 単位ID | 名前 | 記号 | 説明 | ケルビンに変換 | ケルビンから変換 |
|---|---|---|---|---|---|
| GM | ガス マーク(おおよそ) | GM | 英国のガスオーブンの概算設定。上記の表を参照 | — | — |
日常の温度基準
| 温度 | ケルビン (K) | セルシウス (°C) | ファーレンハイト (°F) | 文脈 |
|---|---|---|---|---|
| 絶対零度 | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | 理論上の最低温度。量子的な基底状態 |
| 液体ヘリウム | 4.2 K | -268.95°C | -452°F | 超伝導研究 |
| 液体窒素 | 77 K | -196°C | -321°F | 極低温保存 |
| ドライアイス | 194.65 K | -78.5°C | -109°F | 食品輸送、霧の効果 |
| 水が凍る | 273.15 K | 0°C | 32°F | 氷の形成、冬の天気 |
| 室温 | 295 K | 22°C | 72°F | 人間の快適性、HVAC設計 |
| 体温 | 310 K | 37°C | 98.6°F | 正常な人間の深部体温 |
| 暑い夏の日 | 313 K | 40°C | 104°F | 猛暑警報 |
| 水が沸騰する | 373 K | 100°C | 212°F | 料理、滅菌 |
| ピザ窯 | 755 K | 482°C | 900°F | 薪窯ピザ |
| 鋼の融解 | 1811 K | 1538°C | 2800°F | 工業的な金属加工 |
| 太陽の表面 | 5778 K | 5505°C | 9941°F | 太陽物理学 |
校正と国際温度基準
ITS-90固定点
| 固定点 | ケルビン (K) | セルシウス (°C) | 備考 |
|---|---|---|---|
| 水素の三重点 | 13.8033 K | -259.3467°C | 基本的な極低温基準 |
| ネオンの三重点 | 24.5561 K | -248.5939°C | 低温校正 |
| 酸素の三重点 | 54.3584 K | -218.7916°C | 極低温応用 |
| アルゴンの三重点 | 83.8058 K | -189.3442°C | 工業用ガス基準 |
| 水銀の三重点 | 234.3156 K | -38.8344°C | 歴史的な温度計液体 |
| 水の三重点 | 273.16 K | 0.01°C | 定義参照点(正確) |
| ガリウムの融点 | 302.9146 K | 29.7646°C | 室温に近い基準 |
| インジウムの凝固点 | 429.7485 K | 156.5985°C | 中温域校正 |
| スズの凝固点 | 505.078 K | 231.928°C | はんだ付け温度範囲 |
| 亜鉛の凝固点 | 692.677 K | 419.527°C | 高温基準 |
| アルミニウムの凝固点 | 933.473 K | 660.323°C | 冶金基準 |
| 銀の凝固点 | 1234.93 K | 961.78°C | 貴金属基準 |
| 金の凝固点 | 1337.33 K | 1064.18°C | 高精度基準 |
| 銅の凝固点 | 1357.77 K | 1084.62°C | 工業用金属基準 |
- ITS-90(1990年国際温度目盛)は、これらの固定点を使用して温度を定義します
- 現代の温度計は、トレーサビリティのためにこれらの参照温度に対して校正されます
- 2019年のSI再定義により、物理的な人工物なしでケルビンを実現できます
- 校正の不確かさは、極端な温度(非常に低いまたは非常に高い)で増加します
- 一次標準研究所は、これらの固定点を高精度で維持しています
測定のベストプラクティス
丸めと測定の不確かさ
- 適切な精度で温度を報告してください:家庭用温度計は通常±0.5°C、科学機器は±0.01°C以上
- ケルビン変換:精密な作業には常に273.15(273ではない)を使用してください:K = °C + 273.15
- 偽の精度を避けてください:98.6°Fを37.00000°Cとして報告しないでください。適切な丸めは37.0°Cです
- 温度差は、同じスケールの絶対測定値と同じ不確かさを持ちます
- 変換する際は、有効数字を維持してください:20°C(有効数字2桁)→ 68°F、68.00°Fではない
- 校正ドリフト:温度計は定期的に再校正する必要があります。特に極端な温度では
温度の用語と記号
- ケルビンは度の記号なしで「K」を使用します(1967年に変更):'300 K'と書き、'300°K'とは書きません
- セルシウス、ファーレンハイト、その他の相対スケールは度の記号を使用します:°C、°F、°Réなど
- デルタ(Δ)プレフィックスは温度差を示します:Δ5°Cは5度の変化を意味し、5°Cの絶対温度ではありません
- 絶対零度:0 K = -273.15°C = -459.67°F(理論上の最低温度、熱力学の第三法則)
- 三重点:固体、液体、気体の相が共存する固有の温度と圧力(水の場合:273.16 K、611.657 Pa)
- 熱力学温度:絶対零度に対するケルビンで測定された温度
- ITS-90:1990年国際温度目盛、実用的な温度測定の現在の基準
- 極低温学:-150°C(123 K)以下の温度の科学。超伝導、量子効果
- 高温測定法:熱放射を利用した高温(約600°C以上)の測定
- 熱平衡:接触している2つのシステムは正味の熱交換を行いません。それらは同じ温度です
温度に関するよくある質問
セルシウスをファーレンハイトに変換するにはどうすればよいですか?
°F = (°C × 9/5) + 32 を使用します。例:25°C → 77°F
ファーレンハイトをセルシウスに変換するにはどうすればよいですか?
°C = (°F − 32) × 5/9 を使用します。例:100°F → 37.8°C
セルシウスをケルビンに変換するにはどうすればよいですか?
K = °C + 273.15 を使用します。例:27°C → 300.15 K
ファーレンハイトをケルビンに変換するにはどうすればよいですか?
K = (°F + 459.67) × 5/9 を使用します。例:68°F → 293.15 K
°CとΔ°Cの違いは何ですか?
°Cは絶対温度を表し、Δ°Cは温度差(間隔)を表します。1 Δ°Cは1 Kに等しいです
ランキン(°R)とは何ですか?
ファーレンハイト度を使用する絶対スケールです。0°R = 絶対零度。°R = K × 9/5
水の三重点とは何ですか?
273.16 Kで、水の固体、液体、気体の相が共存する点です。熱力学的な参照点として使用されます
電子ボルトは温度とどのように関係していますか?
1 eVはボルツマン定数(k_B)を介して11604.51812 Kに相当します。プラズマや高エネルギーの文脈で使用されます
プランク温度とは何ですか?
約1.4168×10^32 Kで、既知の物理学が崩壊する理論上の上限です
一般的な室温と体温はどのくらいですか?
室温は約22°C(295 K)、人間の体温は約37°C(310 K)です
なぜケルビンには度の記号がないのですか?
ケルビンは物理定数(k_B)によって定義された絶対的な熱力学単位であり、任意のスケールではないため、Kを使用します(°Kではありません)。
温度はケルビンで負の値になりますか?
ケルビンでの絶対温度は負にはなりません。ただし、特定のシステムでは、集団反転の意味で「負の温度」を示すことがあります — それらはどの正のKよりも熱いです。