Temperatūras Pārveidotājs
No absolūtās nulles līdz zvaigžņu kodoliem: Visu temperatūras skalu apguve
Temperatūra pārvalda visu, sākot no kvantu mehānikas līdz zvaigžņu kodolsintēzei, no rūpnieciskiem procesiem līdz ikdienas komfortam. Šī autoritatīvā rokasgrāmata aptver visas galvenās skalas (Kelvina, Celsija, Fārenheita, Rankina, Reomīra, Delila, Ņūtona, Remera), temperatūras atšķirības (Δ°C, Δ°F, Δ°R), zinātniskos ekstremālus (mK, μK, nK, eV) un praktiskos atskaites punktus — optimizēts skaidrībai, precizitātei un SEO.
Ko jūs varat konvertēt
Šis pārveidotājs apstrādā vairāk nekā 30 temperatūras vienības, tostarp absolūtās skalas (Kelvina, Rankina), relatīvās skalas (Celsija, Fārenheita), vēsturiskās skalas (Reomīra, Delila, Ņūtona, Remera), zinātniskās vienības (no milikelviniem līdz megakelviniem, elektronvoltiem), temperatūras atšķirības (Δ°C, Δ°F) un kulinārijas skalas (gāzes atzīme). Pārveidojiet precīzi visos termodinamiskajos, zinātniskajos un ikdienas temperatūras mērījumos.
Pamata temperatūras skalas
Kelvins (K) - absolūtā temperatūras skala
SI pamatvienība termodinamiskajai temperatūrai. Kopš 2019. gada Kelvins ir definēts, fiksējot Bolcmaņa konstanti (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹). Tā ir absolūtā skala ar 0 K pie absolūtās nulles, kas ir fundamentāla termodinamikai, kriogēnikai, statistiskajai mehānikai un precīziem zinātniskiem aprēķiniem.
Zinātniskās skalas (absolūtās)
Pamatvienība: Kelvins (K) - attiecināts uz absolūto nulli
Priekšrocības: termodinamiskie aprēķini, kvantu mehānika, statistiskā fizika, tieša proporcionalitāte molekulārajai enerģijai
Lietošana: visi zinātniskie pētījumi, kosmosa izpēte, kriogēnika, supravadītspēja, daļiņu fizika
- Kelvins (K) - absolūtā skalaAbsolūtā skala, kas sākas ar 0 K; grāda lielums ir vienāds ar Celsija. Izmanto gāzu likumos, melnā ķermeņa starojumā, kriogēnikā un termodinamikas vienādojumos
- Celsijs (°C) - uz ūdens bāzes veidota skalaDefinēts, pamatojoties uz ūdens fāžu pārejām standarta spiedienā (0°C sasalšana, 100°C vārīšanās); grāda lielums ir vienāds ar Kelvinu. Plaši izmantots laboratorijās, rūpniecībā un ikdienas dzīvē visā pasaulē
- Rankins (°R) - absolūtais FārenheitsFārenheita absolūtais līdzinieks ar tādu pašu grāda lielumu; 0°R = absolūtā nulle. Izplatīts ASV termodinamikā un kosmosa inženierijā
Vēsturiskās un reģionālās skalas
Pamatvienība: Fārenheits (°F) - cilvēka komforta skala
Priekšrocības: cilvēka mēroga precizitāte laika apstākļiem, ķermeņa temperatūras uzraudzībai, komforta kontrolei
Lietošana: Amerikas Savienotās Valstis, dažas Karību jūras valstis, laika ziņas, medicīniskie pielietojumi
- Fārenheits (°F) - cilvēka komforta skalaUz cilvēku orientēta skala: ūdens sasalst pie 32°F un vārās pie 212°F (1 atm). Izplatīts ASV laika apstākļu, HVAC, gatavošanas un medicīnas kontekstos
- Reomīrs (°Ré) - vēsturiskā EiropasVēsturiskā Eiropas skala ar 0°Ré sasalšanas punktā un 80°Ré vārīšanās punktā. Joprojām tiek atsaukta vecās receptēs un noteiktās nozarēs
- Ņūtons (°N) - zinātniski vēsturiskāIerosināja Īzaks Ņūtons (1701) ar 0°N sasalšanas punktā un 33°N vārīšanās punktā. Mūsdienās galvenokārt ir vēsturiska interese
Galvenie temperatūras skalu jēdzieni
- Kelvins (K) ir absolūtā skala, kas sākas no 0 K (absolūtā nulle) - būtiska zinātniskiem aprēķiniem
- Celsijs (°C) izmanto ūdens atskaites punktus: 0°C sasalšana, 100°C vārīšanās pie standarta spiediena
- Fārenheits (°F) nodrošina cilvēka mēroga precizitāti: 32°F sasalšana, 212°F vārīšanās, izplatīts ASV laika ziņās
- Rankins (°R) apvieno absolūtās nulles atsauci ar Fārenheita grādu lielumu inženierzinātnēs
- Visiem zinātniskajiem darbiem jāizmanto Kelvins termodinamiskajiem aprēķiniem un gāzu likumiem
Temperatūras mērīšanas evolūcija
Agrīnais laikmets: no cilvēka maņām līdz zinātniskiem instrumentiem
Senā temperatūras novērtēšana (pirms 1500. gada p.m.ē.)
Pirms termometriem: uz cilvēku balstītas metodes
- Pieskāriena tests ar roku: Senie kalēji novērtēja metāla temperatūru ar pieskārienu - kritiski svarīgi ieroču un instrumentu kalšanai
- Krāsu atpazīšana: Keramikas apdedzināšana, pamatojoties uz liesmas un māla krāsām - sarkana, oranža, dzeltena, balta norādīja uz pieaugošu karstumu
- Uzvedības novērošana: Dzīvnieku uzvedības izmaiņas atkarībā no vides temperatūras - migrācijas modeļi, hibernācijas norādes
- Augu indikatori: Lapu izmaiņas, ziedēšanas modeļi kā temperatūras ceļveži - lauksaimniecības kalendāri, kas balstīti uz fenoloģiju
- Ūdens stāvokļi: Ledus, šķidrums, tvaiks - agrākās universālās temperatūras atsauces visās kultūrās
Pirms instrumentiem civilizācijas novērtēja temperatūru, izmantojot cilvēka maņas un dabas norādes — taustes testus, liesmas un materiālu krāsu, dzīvnieku uzvedību un augu ciklus —, veidojot agrīno termālo zināšanu empīrisko pamatu.
Termometrijas dzimšana (1593-1742)
Zinātniskā revolūcija: temperatūras kvantificēšana
- 1593: Galileo termoskops - pirmā temperatūras mērīšanas ierīce, kas izmanto gaisa izplešanos ar ūdeni pildītā caurulē
- 1654: Toskānas Ferdinands II - pirmais noslēgtais šķidruma stikla termometrs (spirts)
- 1701: Īzaks Ņūtons - ierosināja temperatūras skalu ar 0°N sasalšanas punktā, 33°N ķermeņa temperatūrā
- 1714: Gabriels Fārenheits - dzīvsudraba termometrs un standartizēta skala (32°F sasalšana, 212°F vārīšanās)
- 1730: Renē Reomīrs - spirta termometrs ar 0°r sasalšanas, 80°r vārīšanās skalu
- 1742: Anderss Celsijs - centigradu skala ar 0°C sasalšanu, 100°C vārīšanos (sākotnēji apgriezta!)
- 1743: Žans Pjērs Kristēns - apgrieza Celsija skalu mūsdienu formā
Zinātniskā revolūcija pārveidoja temperatūru no sajūtas par mērījumu. No Galileo termoskopa līdz Fārenheita dzīvsudraba termometram un Celsija centigradu skalai, instrumenti nodrošināja precīzu, atkārtojamu termometriju zinātnē un rūpniecībā.
Absolūtās temperatūras atklāšana (1702-1854)
Absolūtās nulles meklējumi (1702-1848)
Temperatūras apakšējās robežas atklāšana
- 1702: Gijoms Amontons - novēroja, ka gāzes spiediens nemainīgā temperatūrā tiecas uz 0, norādot uz absolūto nulli
- 1787: Žaks Šarls - atklāja, ka gāzes saraujas par 1/273 uz °C (Šarla likums)
- 1802: Žozefs Gejs-Lisaks - precizēja gāzu likumus, ekstrapolējot līdz -273°C kā teorētisko minimumu
- 1848: Viljams Tomsons (lords Kelvins) - ierosināja absolūto temperatūras skalu, kas sākas no -273.15°C
- 1854: Kelvina skala pieņemta - 0 K kā absolūtā nulle, grāda lielums vienāds ar Celsiju
Gāzu likumu eksperimenti atklāja temperatūras fundamentālo robežu. Ekstrapolējot gāzes tilpumu un spiedienu līdz nullei, zinātnieki atklāja absolūto nulli (-273.15°C), kas noveda pie Kelvina skalas — būtiska termodinamikai un statistiskajai mehānikai.
Modernais laikmets: no artefaktiem līdz fundamentālām konstantēm
Modernā standartizācija (1887-2019)
No fiziskiem standartiem līdz fundamentālām konstantēm
- 1887: Starptautiskais svaru un mēru birojs - pirmie starptautiskie temperatūras standarti
- 1927: Starptautiskā temperatūras skala (ITS-27) - balstīta uz 6 fiksētiem punktiem no O₂ līdz Au
- 1948: Celsijs oficiāli aizstāj 'centigradu' - 9. CGPM rezolūcija
- 1954: Ūdens trīskāršais punkts (273.16 K) - definēts kā Kelvina fundamentālā atsauce
- 1967: Kelvins (K) pieņemts kā SI bāzes vienība - aizstāj 'grādu Kelvinu' (°K)
- 1990: ITS-90 - pašreizējā starptautiskā temperatūras skala ar 17 fiksētiem punktiem
- 2019: SI pārdefinēšana - Kelvins definēts ar Bolcmaņa konstanti (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹)
Modernā termometrija attīstījās no fiziskiem artefaktiem līdz fundamentālai fizikai. 2019. gada pārdefinēšana sasaistīja Kelvinu ar Bolcmaņa konstanti, padarot temperatūras mērījumus reproducējamus jebkur Visumā, nepaļaujoties uz materiāliem standartiem.
Kāpēc 2019. gada pārdefinēšana ir svarīga
Kelvina pārdefinēšana ir paradigmas maiņa no materiāliem balstītiem mērījumiem uz fiziku balstītiem mērījumiem.
- Universāla reproducējamība: jebkura laboratorija ar kvantu standartiem var neatkarīgi realizēt Kelvinu
- Ilgtermiņa stabilitāte: Bolcmaņa konstante nedriftē, nedegradējas un neprasa uzglabāšanu
- Ekstrēmas temperatūras: ļauj veikt precīzus mērījumus no nanokelviniem līdz gigakelviniem
- Kvantu tehnoloģija: atbalsta kvantu skaitļošanas, kriogēnikas un supravadītspējas pētījumus
- Fundamentālā fizika: visas SI bāzes vienības tagad ir definētas ar dabas konstantēm
Temperatūras mērīšanas evolūcija
- Agrīnās metodes balstījās uz subjektīvu pieskārienu un dabas parādībām, piemēram, ledus kušanu
- 1593: Galileo izgudroja pirmo termoskopu, kas noveda pie kvantitatīvas temperatūras mērīšanas
- 1724: Daniels Fārenheits standartizēja dzīvsudraba termometrus ar skalu, ko mēs izmantojam šodien
- 1742: Anderss Celsijs izveidoja centigradu skalu, pamatojoties uz ūdens fāžu pārejām
- 1848: Lords Kelvins izveidoja absolūto temperatūras skalu, kas ir fundamentāla mūsdienu fizikai
Atmiņas palīglīdzekļi un ātri pārveidošanas triki
Ātri mentālie pārveidojumi
Ātri tuvinājumi ikdienas lietošanai:
- C uz F (aptuveni): dubultojiet, pievienojiet 30 (piem., 20°C → 40+30 = 70°F, faktiski: 68°F)
- F uz C (aptuveni): atņemiet 30, daliet ar divi (piem., 70°F → 40÷2 = 20°C, faktiski: 21°C)
- C uz K: vienkārši pievienojiet 273 (vai precīzi 273.15, lai būtu precīzāk)
- K uz C: atņemiet 273 (vai precīzi 273.15)
- F uz K: pievienojiet 460, reiziniet ar 5/9 (vai izmantojiet (F+459.67)×5/9 precīzi)
Precīzas pārveidošanas formulas
Precīziem aprēķiniem:
- C uz F: F = (C × 9/5) + 32 vai F = (C × 1.8) + 32
- F uz C: C = (F - 32) × 5/9
- C uz K: K = C + 273.15
- K uz C: C = K - 273.15
- F uz K: K = (F + 459.67) × 5/9
- K uz F: F = (K × 9/5) - 459.67
Būtiskas atsauces temperatūras
Iegaumējiet šos enkurus:
- Absolūtā nulle: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (zemākā iespējamā temperatūra)
- Ūdens sasalst: 273.15 K = 0°C = 32°F (1 atm spiediens)
- Ūdens trīskāršais punkts: 273.16 K = 0.01°C (precīzs definīcijas punkts)
- Istabas temperatūra: ~293 K = 20°C = 68°F (ērta apkārtējā temperatūra)
- Ķermeņa temperatūra: 310.15 K = 37°C = 98.6°F (normāla cilvēka ķermeņa temperatūra)
- Ūdens vārās: 373.15 K = 100°C = 212°F (1 atm, jūras līmenis)
- Mērena cepeškrāsns: ~450 K = 180°C = 356°F (gāzes atzīme 4)
Temperatūras atšķirības (intervāli)
Δ (delta) vienību izpratne:
- 1°C izmaiņa = 1 K izmaiņa = 1.8°F izmaiņa = 1.8°R izmaiņa (lielums)
- Izmantojiet Δ prefiksu atšķirībām: Δ°C, Δ°F, ΔK (nevis absolūtās temperatūras)
- Piemērs: ja temperatūra paaugstinās no 20°C līdz 25°C, tā ir Δ5°C = Δ9°F izmaiņa
- Nekad nesaskaitiet/neatņemiet absolūtās temperatūras dažādās skalās (20°C + 30°F ≠ 50 kaut kas!)
- Intervāliem Kelvins un Celsijs ir identiski (1 K intervāls = 1°C intervāls)
Bieži pieļautās kļūdas, no kurām jāizvairās
- Kelvinam NAV grādu simbola: rakstiet 'K', nevis '°K' (mainīts 1967. gadā)
- Nejauciet absolūtās temperatūras ar atšķirībām: 5°C ≠ Δ5°C kontekstā
- Nevar tieši saskaitīt/reizināt temperatūras: 10°C × 2 ≠ 20°C ekvivalenta siltumenerģija
- Rankins ir absolūtais Fārenheits: 0°R = absolūtā nulle, NEVIS 0°F
- Negatīvs Kelvins ir neiespējams: 0 K ir absolūtais minimums (neskaitot kvantu izņēmumus)
- Gāzes atzīme atšķiras atkarībā no cepeškrāsns: GM4 ir ~180°C, bet var būt ±15°C atkarībā no zīmola
- Vēsturiski Celsijs ≠ centigrads: Celsija skala sākotnēji bija apgriezta (100° sasalšana, 0° vārīšanās!)
Praktiski temperatūras padomi
- Laika apstākļi: iegaumējiet galvenos punktus (0°C=sasalšana, 20°C=patīkami, 30°C=karsts, 40°C=ekstrēms)
- Gatavošana: gaļas iekšējā temperatūra ir kritiska drošībai (165°F/74°C mājputniem)
- Zinātne: vienmēr izmantojiet Kelvinu termodinamiskajiem aprēķiniem (gāzu likumi, entropija)
- Ceļošana: ASV izmanto °F, lielākā daļa pasaules izmanto °C - ziniet aptuveno pārveidošanu
- Drudzis: normāla ķermeņa temperatūra 37°C (98.6°F); drudzis sākas ap 38°C (100.4°F)
- Augstums: ūdens vārās zemākā temperatūrā, palielinoties augstumam (~95°C 2000m augstumā)
Temperatūras pielietojumi dažādās nozarēs
Rūpnieciskā ražošana
- Metālapstrāde un kalšanaTērauda ražošana (∼1538°C), sakausējumu kontrole un termiskās apstrādes līknes prasa precīzu augstas temperatūras mērīšanu kvalitātes, mikrostruktūras un drošības nodrošināšanai
- Ķīmiskā un naftas ķīmijas rūpniecībaKrekinga, reformēšanas, polimerizācijas un destilācijas kolonnas paļaujas uz precīzu temperatūras profilēšanu, lai nodrošinātu ražu, drošību un efektivitāti plašā diapazonā
- Elektronika un pusvadītājiKrāsns atlaidināšana (1000°C+), nogulsnēšanas/kodināšanas logi un stingra tīro telpu kontrole (±0.1°C) ir pamats modernu ierīču veiktspējai un ražībai
Medicīna un veselības aprūpe
- Ķermeņa temperatūras uzraudzībaNormāls ķermeņa temperatūras diapazons 36.1–37.2°C; drudža sliekšņi; hipotermijas/hipertermijas pārvaldība; nepārtraukta uzraudzība intensīvajā terapijā un ķirurģijā
- Farmaceitisko līdzekļu uzglabāšanaVakcīnu aukstā ķēde (2–8°C), īpaši auksti saldētāji (līdz −80°C) un temperatūras jutīgu medikamentu ekskursiju izsekošana
- Medicīniskā aprīkojuma kalibrēšanaSterilizācija (autoklāvi pie 121°C), krioterapija (−196°C šķidrais slāpeklis) un diagnostikas un terapeitisko ierīču kalibrēšana
Zinātniskā pētniecība
- Fizika un materiālzinātneSupravadītspēja tuvu 0 K, kriogēnika, fāžu pārejas, plazmas fizika (megakelvin diapazons) un precīzijas metroloģija
- Ķīmiskā pētniecībaReakcijas kinētika un līdzsvars, kristalizācijas kontrole un termiskā stabilitāte sintēzes un analīzes laikā
- Kosmoss un aviācijaTermiskās aizsardzības sistēmas, kriogēnie dzinējspēki (LH₂ pie −253°C), kosmosa kuģu termiskais līdzsvars un planētu atmosfēras pētījumi
Kulinārijas māksla un pārtikas drošība
- Precīza cepšana un konditorejaMaizes mīcīšana (26–29°C), šokolādes temperēšana (31–32°C), cukura stadijas un cepeškrāsns profila pārvaldība konsekventiem rezultātiem
- Gaļas drošība un kvalitāteDrošas iekšējās temperatūras (mājputni 74°C, liellopu gaļa 63°C), pārnēsāšanas gatavošana, sous-vide tabulas un HACCP atbilstība
- Pārtikas konservēšana un drošībaPārtikas bīstamības zona (4–60°C), ātra atdzesēšana, aukstās ķēdes integritāte un patogēnu augšanas kontrole
Temperatūras reālās pasaules pielietojumi
- Rūpnieciskie procesi prasa precīzu temperatūras kontroli metalurģijā, ķīmiskajās reakcijās un pusvadītāju ražošanā
- Medicīniskie pielietojumi ietver ķermeņa temperatūras uzraudzību, zāļu uzglabāšanu un sterilizācijas procedūras
- Kulinārijas māksla ir atkarīga no konkrētām temperatūrām pārtikas drošībai, cepšanas ķīmijai un gaļas pagatavošanai
- Zinātniskā pētniecība izmanto ekstrēmas temperatūras no kriogēnikas (mK) līdz plazmas fizikai (MK)
- HVAC sistēmas optimizē cilvēka komfortu, izmantojot reģionālās temperatūras skalas un mitruma kontroli
Ekstrēmo temperatūru Visums
No kvantu nulles līdz kosmiskajai sintēzei
Temperatūra pētītajos kontekstos aptver vairāk nekā 32 lieluma pakāpes — no nanokelvin kvantu gāzēm tuvu absolūtajai nullei līdz megakelvin plazmām un zvaigžņu kodoliem. Šī diapazona kartēšana izgaismo vielu, enerģiju un fāžu uzvedību visā Visumā.
Universālie temperatūras fenomeni
| Fenomens | Kelvins (K) | Celsijs (°C) | Fārenheits (°F) | Fizikālā nozīme |
|---|---|---|---|---|
| Absolūtā nulle (teorētiskā) | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | Visa molekulārā kustība apstājas, kvantu pamatstāvoklis |
| Šķidrā hēlija vārīšanās punkts | 4.2 K | -268.95°C | -452.11°F | Supravadītspēja, kvantu fenomeni, kosmosa tehnoloģijas |
| Šķidrā slāpekļa vārīšanās | 77 K | -196°C | -321°F | Kriogēnā konservēšana, supravadošie magnēti |
| Ūdens sasalšanas punkts | 273.15 K | 0°C | 32°F | Dzīvības saglabāšana, laika apstākļu modeļi, Celsija definīcija |
| Komfortabla istabas temperatūra | 295 K | 22°C | 72°F | Cilvēka termiskais komforts, ēku klimata kontrole |
| Cilvēka ķermeņa temperatūra | 310 K | 37°C | 98.6°F | Optimāla cilvēka fizioloģija, medicīnisks veselības rādītājs |
| Ūdens vārīšanās punkts | 373 K | 100°C | 212°F | Tvaika enerģija, gatavošana, Celsija/Fārenheita definīcija |
| Mājas cepeškrāsns cepšana | 450 K | 177°C | 350°F | Ēdiena gatavošana, ķīmiskās reakcijas gatavošanas laikā |
| Svina kušanas punkts | 601 K | 328°C | 622°F | Metālapstrāde, elektronikas lodēšana |
| Dzelzs kušanas punkts | 1811 K | 1538°C | 2800°F | Tērauda ražošana, rūpnieciskā metālapstrāde |
| Saules virsmas temperatūra | 5778 K | 5505°C | 9941°F | Zvaigžņu fizika, saules enerģija, gaismas spektrs |
| Saules kodola temperatūra | 15,000,000 K | 15,000,000°C | 27,000,000°F | Kodolsintēze, enerģijas ražošana, zvaigžņu evolūcija |
| Planka temperatūra (teorētiskais maksimums) | 1.416784 × 10³² K | 1.416784 × 10³² °C | 2.55 × 10³² °F | Teorētiskās fizikas robeža, Lielā sprādziena apstākļi, kvantu gravitācija (CODATA 2018) |
Prātu reibinoši temperatūras fakti
Mākslīgi sasniegtā zemākā temperatūra ir 0.0000000001 K - viena desmitmiljardā daļa grāda virs absolūtās nulles, aukstāka par kosmosu!
Zibens kanāli sasniedz 30,000 K (53,540°F) temperatūru - piecas reizes karstāka par Saules virsmu!
Jūsu ķermenis rada siltumu, kas līdzvērtīgs 100 vatu spuldzei, uzturot precīzu temperatūru ±0.5°C robežās izdzīvošanai!
Būtiskas temperatūras pārveidošanas
Ātri pārveidošanas piemēri
25°C (istabas temperatūra)→77°F
100°F (karsta diena)→37.8°C
273 K (ūdens sasalšana)→0°C
27°C (silta diena)→300 K
672°R (ūdens vārīšanās)→212°F
Kanoniskās pārveidošanas formulas
| No Celsija uz Fārenheitu | °F = (°C × 9/5) + 32 | 25°C → 77°F |
| No Fārenheita uz Celsiju | °C = (°F − 32) × 5/9 | 100°F → 37.8°C |
| No Celsija uz Kelvinu | K = °C + 273.15 | 27°C → 300.15 K |
| No Kelvina uz Celsiju | °C = K − 273.15 | 273.15 K → 0°C |
| No Fārenheita uz Kelvinu | K = (°F + 459.67) × 5/9 | 68°F → 293.15 K |
| No Kelvina uz Fārenheitu | °F = (K × 9/5) − 459.67 | 373.15 K → 212°F |
| No Rankina uz Kelvinu | K = °R × 5/9 | 491.67°R → 273.15 K |
| No Kelvina uz Rankinu | °R = K × 9/5 | 273.15 K → 491.67°R |
| No Reomīra uz Celsiju | °C = °Ré × 5/4 | 80°Ré → 100°C |
| No Delila uz Celsiju | °C = 100 − (°De × 2/3) | 0°De → 100°C; 150°De → 0°C |
| No Ņūtona uz Celsiju | °C = °N × 100/33 | 33°N → 100°C |
| No Remera uz Celsiju | °C = (°Rø − 7.5) × 40/21 | 60°Rø → 100°C |
| No Celsija uz Reomīru | °Ré = °C × 4/5 | 100°C → 80°Ré |
| No Celsija uz Delilu | °De = (100 − °C) × 3/2 | 0°C → 150°De; 100°C → 0°De |
| No Celsija uz Ņūtonu | °N = °C × 33/100 | 100°C → 33°N |
| No Celsija uz Remeru | °Rø = (°C × 21/40) + 7.5 | 100°C → 60°Rø |
Universālie temperatūras atskaites punkti
| Atskaites punkts | Kelvins (K) | Celsijs (°C) | Fārenheits (°F) | Praktiskais pielietojums |
|---|---|---|---|---|
| Absolūtā nulle | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | Teorētiskais minimums; kvantu pamatstāvoklis |
| Ūdens trīskāršais punkts | 273.16 K | 0.01°C | 32.018°F | Precīza termodinamiskā atsauce; kalibrēšana |
| Ūdens sasalšanas punkts | 273.15 K | 0°C | 32°F | Pārtikas drošība, klimats, vēsturiskā Celsija atsauce |
| Istabas temperatūra | 295 K | 22°C | 72°F | Cilvēka komforts, HVAC projektēšanas punkts |
| Cilvēka ķermeņa temperatūra | 310 K | 37°C | 98.6°F | Klīniskais vitālais rādītājs; veselības uzraudzība |
| Ūdens vārīšanās punkts | 373.15 K | 100°C | 212°F | Gatavošana, sterilizācija, tvaika enerģija (1 atm) |
| Mājas cepeškrāsns cepšana | 450 K | 177°C | 350°F | Bieži izmantots cepšanas iestatījums |
| Šķidrā slāpekļa vārīšanās | 77 K | -196°C | -321°F | Kriogēnika un konservēšana |
| Svina kušanas punkts | 601 K | 328°C | 622°F | Lodēšana, metalurģija |
| Dzelzs kušanas punkts | 1811 K | 1538°C | 2800°F | Tērauda ražošana |
| Saules virsmas temperatūra | 5778 K | 5505°C | 9941°F | Saules fizika |
| Kosmiskais mikroviļņu fons | 2.7255 K | -270.4245°C | -454.764°F | Lielā sprādziena atlikušais starojums |
| Sausā ledus (CO₂) sublimācija | 194.65 K | -78.5°C | -109.3°F | Pārtikas transportēšana, miglas efekti, laboratorijas dzesēšana |
| Hēlija lambda punkts (He-II pāreja) | 2.17 K | -270.98°C | -455.76°F | Supraplūstamības pāreja; kriogēnika |
| Šķidrā skābekļa vārīšanās | 90.19 K | -182.96°C | -297.33°F | Raķešu oksidētāji, medicīniskais skābeklis |
| Dzīvsudraba sasalšanas punkts | 234.32 K | -38.83°C | -37.89°F | Termometra šķidruma ierobežojumi |
| Augstākā izmērītā gaisa temperatūra | 329.85 K | 56.7°C | 134.1°F | Nāves ieleja (1913) — apstrīdēts; nesen pārbaudīts ~54.4°C |
| Zemākā izmērītā gaisa temperatūra | 183.95 K | -89.2°C | -128.6°F | Vostokas stacija, Antarktīda (1983) |
| Kafijas pasniegšana (karsta, dzerama) | 333.15 K | 60°C | 140°F | Ērta dzeršana; >70°C palielina apdegumu risku |
| Piena pasterizācija (HTST) | 345.15 K | 72°C | 161.6°F | Augsta temperatūra, īss laiks: 15 s |
Ūdens vārīšanās punkts pret augstumu (apm.)
| Augstums | Celsijs (°C) | Fārenheits (°F) | Piezīmes |
|---|---|---|---|
| Jūras līmenis (0 m) | 100°C | 212°F | Standarta atmosfēras spiediens (1 atm) |
| 500 m | 98°C | 208°F | Aptuveni |
| 1,000 m | 96.5°C | 205.7°F | Aptuveni |
| 1,500 m | 95°C | 203°F | Aptuveni |
| 2,000 m | 93°C | 199°F | Aptuveni |
| 3,000 m | 90°C | 194°F | Aptuveni |
Temperatūras atšķirības pret absolūtajām temperatūrām
Atšķirību vienības mēra intervālus (izmaiņas), nevis absolūtos stāvokļus.
- 1 Δ°C ir vienāds ar 1 K (identisks lielums)
- 1 Δ°F ir vienāds ar 1 Δ°R ir vienāds ar 5/9 K
- Izmantojiet Δ temperatūras paaugstināšanai/pazemināšanai, gradientiem un pielaidēm
| Intervāla vienība | Vienāds ar (K) | Piezīmes |
|---|---|---|
| Δ°C (Celsija grādu atšķirība) | 1 K | Tāds pats lielums kā Kelvina intervāls |
| Δ°F (Fārenheita grādu atšķirība) | 5/9 K | Tāds pats lielums kā Δ°R |
| Δ°R (Rankina grādu atšķirība) | 5/9 K | Tāds pats lielums kā Δ°F |
Kulinārijas gāzes atzīmju pārveidošana (aptuvena)
Gāzes atzīme ir aptuvens cepeškrāsns iestatījums; atsevišķas cepeškrāsnis atšķiras. Vienmēr pārbaudiet ar cepeškrāsns termometru.
| Gāzes atzīme | Celsijs (°C) | Fārenheits (°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 |
Pilnīgs temperatūras vienību katalogs
Absolūtās skalas
| Vienības ID | Nosaukums | Simbols | Apraksts | Pārvērst uz Kelvinu | Pārvērst no Kelvina |
|---|---|---|---|---|---|
| K | kelvins | K | SI pamatvienība termodinamiskajai temperatūrai. | K = K | K = K |
| water-triple | Ūdens trīskāršais punkts | TPW | Fundamentālā atsauce: 1 TPW = 273.16 K | K = TPW × 273.16 | TPW = K ÷ 273.16 |
Relatīvās skalas
| Vienības ID | Nosaukums | Simbols | Apraksts | Pārvērst uz Kelvinu | Pārvērst no Kelvina |
|---|---|---|---|---|---|
| C | Celsijs | °C | Uz ūdens bāzes veidota skala; grāda lielums ir vienāds ar Kelvinu | K = °C + 273.15 | °C = K − 273.15 |
| F | Fārenheits | °F | Uz cilvēku orientēta skala, ko izmanto ASV | K = (°F + 459.67) × 5/9 | °F = (K × 9/5) − 459.67 |
| R | Rankins | °R | Absolūtais Fārenheits ar tādu pašu grāda lielumu kā °F | K = °R × 5/9 | °R = K × 9/5 |
Vēsturiskās skalas
| Vienības ID | Nosaukums | Simbols | Apraksts | Pārvērst uz Kelvinu | Pārvērst no Kelvina |
|---|---|---|---|---|---|
| Re | Reomīrs | °Ré | 0°Ré sasalšana, 80°Ré vārīšanās | K = (°Ré × 5/4) + 273.15 | °Ré = (K − 273.15) × 4/5 |
| De | Delils | °De | Inversais stils: 0°De vārīšanās, 150°De sasalšana | K = 373.15 − (°De × 2/3) | °De = (373.15 − K) × 3/2 |
| N | Ņūtons | °N | 0°N sasalšana, 33°N vārīšanās | K = 273.15 + (°N × 100/33) | °N = (K − 273.15) × 33/100 |
| Ro | Rēmers | °Rø | 7.5°Rø sasalšana, 60°Rø vārīšanās | K = 273.15 + ((°Rø − 7.5) × 40/21) | °Rø = ((K − 273.15) × 21/40) + 7.5 |
Zinātniskās un ekstrēmās
| Vienības ID | Nosaukums | Simbols | Apraksts | Pārvērst uz Kelvinu | Pārvērst no Kelvina |
|---|---|---|---|---|---|
| mK | milikelvins | mK | Kriogēnika un supravadītspēja | K = mK × 1e−3 | mK = K × 1e3 |
| μK | mikrokelvins | μK | Bozes-Einšteina kondensāti; kvantu gāzes | K = μK × 1e−6 | μK = K × 1e6 |
| nK | nanokelvins | nK | Tuvu absolūtajai nullei esošā robeža | K = nK × 1e−9 | nK = K × 1e9 |
| eV | elektronvolts (temperatūras ekvivalents) | eV | Enerģijai ekvivalenta temperatūra; plazmas | K ≈ eV × 11604.51812 | eV ≈ K ÷ 11604.51812 |
| meV | milielektronvolts (temp. ekv.) | meV | Cietvielu fizika | K ≈ meV × 11.60451812 | meV ≈ K ÷ 11.60451812 |
| keV | kiloelektronvolts (temp. ekv.) | keV | Augstas enerģijas plazmas | K ≈ keV × 1.160451812×10^7 | keV ≈ K ÷ 1.160451812×10^7 |
| dK | decikelvins | dK | SI prefiksēts Kelvins | K = dK × 1e−1 | dK = K × 10 |
| cK | centikelvins | cK | SI prefiksēts Kelvins | K = cK × 1e−2 | cK = K × 100 |
| kK | kilokelvins | kK | Astrofizikālās plazmas | K = kK × 1000 | kK = K ÷ 1000 |
| MK | megakelvins | MK | Zvaigžņu iekšienes | K = MK × 1e6 | MK = K ÷ 1e6 |
| T_P | Planka temperatūra | T_P | Teorētiskā augšējā robeža (CODATA 2018) | K = T_P × 1.416784×10^32 | T_P = K ÷ 1.416784×10^32 |
Atšķirību (intervālu) vienības
| Vienības ID | Nosaukums | Simbols | Apraksts | Pārvērst uz Kelvinu | Pārvērst no Kelvina |
|---|---|---|---|---|---|
| dC | Celsija grāds (atšķirība) | Δ°C | Temperatūras intervāls, kas vienāds ar 1 K | — | — |
| dF | Fārenheita grāds (atšķirība) | Δ°F | Temperatūras intervāls, kas vienāds ar 5/9 K | — | — |
| dR | Rankina grāds (atšķirība) | Δ°R | Tāds pats lielums kā Δ°F (5/9 K) | — | — |
Kulinārija
| Vienības ID | Nosaukums | Simbols | Apraksts | Pārvērst uz Kelvinu | Pārvērst no Kelvina |
|---|---|---|---|---|---|
| GM | Gāzes Atzīme (aptuveni) | GM | Aptuvenais Apvienotās Karalistes gāzes cepeškrāsns iestatījums; skatīt tabulu iepriekš | — | — |
Ikdienas temperatūras etaloni
| Temperatūra | Kelvins (K) | Celsijs (°C) | Fārenheits (°F) | Konteksts |
|---|---|---|---|---|
| Absolūtā nulle | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | Teorētiskais minimums; kvantu pamatstāvoklis |
| Šķidrais hēlijs | 4.2 K | -268.95°C | -452°F | Supravadītspējas pētījumi |
| Šķidrais slāpeklis | 77 K | -196°C | -321°F | Kriogēnā konservēšana |
| Sausais ledus | 194.65 K | -78.5°C | -109°F | Pārtikas transportēšana, miglas efekti |
| Ūdens sasalšana | 273.15 K | 0°C | 32°F | Ledus veidošanās, ziemas laiks |
| Istabas temperatūra | 295 K | 22°C | 72°F | Cilvēka komforts, HVAC dizains |
| Ķermeņa temperatūra | 310 K | 37°C | 98.6°F | Normāla cilvēka ķermeņa temperatūra |
| Karsta vasaras diena | 313 K | 40°C | 104°F | Brīdinājums par ekstrēmu karstumu |
| Ūdens vārīšanās | 373 K | 100°C | 212°F | Gatavošana, sterilizācija |
| Picas krāsns | 755 K | 482°C | 900°F | Malkas pica |
| Tērauda kušana | 1811 K | 1538°C | 2800°F | Rūpnieciskā metālapstrāde |
| Saules virsma | 5778 K | 5505°C | 9941°F | Saules fizika |
Kalibrēšana un starptautiskie temperatūras standarti
ITS-90 fiksētie punkti
| Fiksētais punkts | Kelvins (K) | Celsijs (°C) | Piezīmes |
|---|---|---|---|
| Ūdeņraža trīskāršais punkts | 13.8033 K | -259.3467°C | Fundamentālā kriogēnā atsauce |
| Neona trīskāršais punkts | 24.5561 K | -248.5939°C | Zemas temperatūras kalibrēšana |
| Skābekļa trīskāršais punkts | 54.3584 K | -218.7916°C | Kriogēnie pielietojumi |
| Argona trīskāršais punkts | 83.8058 K | -189.3442°C | Rūpniecisko gāzu atsauce |
| Dzīvsudraba trīskāršais punkts | 234.3156 K | -38.8344°C | Vēsturiskais termometra šķidrums |
| Ūdens trīskāršais punkts | 273.16 K | 0.01°C | Definējošais atskaites punkts (precīzs) |
| Gallija kušanas punkts | 302.9146 K | 29.7646°C | Standarts tuvu istabas temperatūrai |
| Indija sasalšanas punkts | 429.7485 K | 156.5985°C | Vidēja diapazona kalibrēšana |
| Alvas sasalšanas punkts | 505.078 K | 231.928°C | Lodēšanas temperatūras diapazons |
| Cinka sasalšanas punkts | 692.677 K | 419.527°C | Augstas temperatūras atsauce |
| Alumīnija sasalšanas punkts | 933.473 K | 660.323°C | Metalurģijas standarts |
| Sudraba sasalšanas punkts | 1234.93 K | 961.78°C | Dārgmetālu atsauce |
| Zelta sasalšanas punkts | 1337.33 K | 1064.18°C | Augstas precizitātes standarts |
| Vara sasalšanas punkts | 1357.77 K | 1084.62°C | Rūpniecisko metālu atsauce |
- ITS-90 (1990. gada Starptautiskā temperatūras skala) definē temperatūru, izmantojot šos fiksētos punktus
- Mūsdienu termometri tiek kalibrēti attiecībā pret šīm atsauces temperatūrām, lai nodrošinātu izsekojamību
- 2019. gada SI pārdefinēšana ļauj realizēt Kelvinu bez fiziskiem artefaktiem
- Kalibrēšanas nenoteiktība palielinās ekstrēmās temperatūrās (ļoti zemās vai ļoti augstās)
- Primāro standartu laboratorijas uztur šos fiksētos punktus ar augstu precizitāti
Labākās mērīšanas prakses
Noapaļošana un mērījumu nenoteiktība
- Ziņojiet par temperatūru ar atbilstošu precizitāti: mājsaimniecības termometri parasti ±0.5°C, zinātniskie instrumenti ±0.01°C vai labāk
- Kelvinu pārveidojumi: precīzam darbam vienmēr izmantojiet 273.15 (nevis 273): K = °C + 273.15
- Izvairieties no viltus precizitātes: neziņojiet 98.6°F kā 37.00000°C; atbilstoša noapaļošana ir 37.0°C
- Temperatūras atšķirībām ir tāda pati nenoteiktība kā absolūtajiem mērījumiem tajā pašā skalā
- Pārveidojot saglabājiet zīmīgos ciparus: 20°C (2 zīmīgie cipari) → 68°F, nevis 68.00°F
- Kalibrēšanas dreifs: termometri periodiski jāpārkalibrē, īpaši ekstrēmās temperatūrās
Temperatūras terminoloģija un simboli
- Kelvins izmanto 'K' bez grādu simbola (mainīts 1967. gadā): rakstiet '300 K', nevis '300°K'
- Celsijs, Fārenheits un citas relatīvās skalas izmanto grādu simbolu: °C, °F, °Ré utt.
- Delta (Δ) prefikss norāda temperatūras atšķirību: Δ5°C nozīmē 5 grādu izmaiņu, nevis absolūto temperatūru 5°C
- Absolūtā nulle: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (teorētiskais minimums; trešais termodinamikas likums)
- Trīskāršais punkts: unikāla temperatūra un spiediens, kurā pastāv līdzās cietā, šķidrā un gāzveida fāzes (ūdenim: 273.16 K pie 611.657 Pa)
- Termodinamiskā temperatūra: temperatūra, kas mērīta Kelvinos attiecībā pret absolūto nulli
- ITS-90: 1990. gada Starptautiskā temperatūras skala, pašreizējais standarts praktiskajai termometrijai
- Kriogēnika: zinātne par temperatūrām zem -150°C (123 K); supravadītspēja, kvantu efekti
- Pirometrija: augstu temperatūru (virs ~600°C) mērīšana, izmantojot termisko starojumu
- Termiskais līdzsvars: divas saskarē esošas sistēmas neapmainās ar neto siltumu; tām ir vienāda temperatūra
Bieži uzdotie jautājumi par temperatūru
Kā pārvērst Celsiju Fārenheitā?
Izmantojiet °F = (°C × 9/5) + 32. Piemērs: 25°C → 77°F
Kā pārvērst Fārenheitu Celsijā?
Izmantojiet °C = (°F − 32) × 5/9. Piemērs: 100°F → 37.8°C
Kā pārvērst Celsiju Kelvinā?
Izmantojiet K = °C + 273.15. Piemērs: 27°C → 300.15 K
Kā pārvērst Fārenheitu Kelvinā?
Izmantojiet K = (°F + 459.67) × 5/9. Piemērs: 68°F → 293.15 K
Kāda ir atšķirība starp °C un Δ°C?
°C izsaka absolūto temperatūru; Δ°C izsaka temperatūras atšķirību (intervālu). 1 Δ°C ir vienāds ar 1 K
Kas ir Rankins (°R)?
Absolūtā skala, kas izmanto Fārenheita grādus: 0°R = absolūtā nulle; °R = K × 9/5
Kas ir ūdens trīskāršais punkts?
273.16 K, kur ūdens cietā, šķidrā un gāzveida fāzes pastāv līdzās; tiek izmantots kā termodinamiskā atsauce
Kā elektronvolti ir saistīti ar temperatūru?
1 eV atbilst 11604.51812 K, izmantojot Bolcmaņa konstanti (k_B). Izmanto plazmām un augstas enerģijas kontekstos
Kas ir Planka temperatūra?
Aptuveni 1.4168×10^32 K, teorētiskā augšējā robeža, kur zināmā fizika sabrūk
Kādas ir tipiskās istabas un ķermeņa temperatūras?
Istabas ~22°C (295 K); cilvēka ķermeņa ~37°C (310 K)
Kāpēc Kelvinam nav grādu simbola?
Kelvins ir absolūta termodinamiskā vienība, kas definēta ar fizisku konstanti (k_B), nevis patvaļīgu skalu, tāpēc tas izmanto K (nevis °K).
Vai temperatūra Kelvinos var būt negatīva?
Absolūtā temperatūra Kelvinos nevar būt negatīva; tomēr dažas sistēmas uzrāda 'negatīvu temperatūru' populācijas inversijas nozīmē — tās ir karstākas par jebkuru pozitīvu K.
Pilns Rīku Katalogs
Visi 71 rīki, kas pieejami UNITS
Filtrēt pēc:
Kategorijas: