Unit Asas: Kelvin (K) - Dirujuk kepada Sifar Mutlak

Kelebihan: pengiraan termodinamik, mekanik kuantum, fizik statistik, perkadaran langsung dengan tenaga molekul

Penggunaan: semua penyelidikan saintifik, penerokaan angkasa lepas, kriogenik, superkonduktiviti, fizik zarah

• Kelvin (K) - Skala Mutlak

  Skala mutlak bermula pada 0 K; saiz darjah sama dengan Celsius. Digunakan dalam undang-undang gas, sinaran jasad hitam, kriogenik, dan persamaan termodinamik
• Celsius (°C) - Skala Berasaskan Air

  Ditakrifkan melalui peralihan fasa air pada tekanan piawai (0°C beku, 100°C didih); saiz darjah sama dengan Kelvin. Digunakan secara meluas di makmal, industri, dan kehidupan seharian di seluruh dunia
• Rankine (°R) - Fahrenheit Mutlak

  Rakan sejawat mutlak kepada Fahrenheit dengan saiz darjah yang sama; 0°R = sifar mutlak. Biasa digunakan dalam termodinamik dan kejuruteraan aeroangkasa AS

Unit Asas: Fahrenheit (°F) - Skala Keselesaan Manusia

Kelebihan: ketepatan skala manusia untuk cuaca, pemantauan suhu badan, kawalan keselesaan

Penggunaan: Amerika Syarikat, beberapa negara Caribbean, laporan cuaca, aplikasi perubatan

• Fahrenheit (°F) - Skala Keselesaan Manusia

  Skala berorientasikan manusia: air membeku pada 32°F dan mendidih pada 212°F (1 atm). Biasa digunakan dalam konteks cuaca, HVAC, memasak, dan perubatan AS
• Réaumur (°Ré) - Sejarah Eropah

  Skala sejarah Eropah dengan 0°Ré pada takat beku dan 80°Ré pada takat didih. Masih dirujuk dalam resipi warisan dan industri tertentu
• Newton (°N) - Sejarah Saintifik

  Dicadangkan oleh Isaac Newton (1701) dengan 0°N pada takat beku dan 33°N pada takat didih. Hari ini mempunyai minat sejarah terutamanya

Sebelum Termometer: Kaedah Berasaskan Manusia

• Ujian Sentuhan Tangan: Tukang besi purba mengukur suhu logam dengan sentuhan - penting untuk menempa senjata dan alatan
• Pengecaman Warna: Pembakaran tembikar berdasarkan warna api dan tanah liat - merah, jingga, kuning, putih menandakan haba yang meningkat
• Pemerhatian Tingkah Laku: Perubahan tingkah laku haiwan dengan suhu persekitaran - corak migrasi, petunjuk hibernasi
• Penunjuk Tumbuhan: Perubahan daun, corak berbunga sebagai panduan suhu - kalendar pertanian berdasarkan fenologi
• Keadaan Air: Ais, cecair, wap - rujukan suhu universal terawal merentasi semua budaya

Sebelum instrumen, tamadun menganggarkan suhu melalui deria manusia dan petunjuk semula jadi — ujian sentuhan, warna api dan bahan, tingkah laku haiwan, dan kitaran tumbuhan — membentuk asas empirikal pengetahuan haba awal.

Revolusi Saintifik: Mengukur Suhu

• 1593: Termoskop Galileo - Alat pengukur suhu pertama menggunakan pengembangan udara dalam tiub berisi air
• 1654: Ferdinand II dari Tuscany - Termometer cecair-dalam-kaca tertutup pertama (alkohol)
• 1701: Isaac Newton - Mencadangkan skala suhu dengan 0°N pada takat beku, 33°N pada suhu badan
• 1714: Gabriel Fahrenheit - Termometer merkuri dan skala piawai (32°F beku, 212°F didih)
• 1730: René Réaumur - Termometer alkohol dengan skala 0°r beku, 80°r didih
• 1742: Anders Celsius - Skala sentigrad dengan 0°C beku, 100°C didih (pada asalnya diterbalikkan!)
• 1743: Jean-Pierre Christin - Menterbalikkan skala Celsius kepada bentuk modennya

Revolusi saintifik mengubah suhu daripada sensasi kepada pengukuran. Daripada termoskop Galileo kepada termometer merkuri Fahrenheit dan skala sentigrad Celsius, peralatan membolehkan termometri yang tepat dan boleh diulang merentasi sains dan industri.

Dari Piawaian Fizikal ke Pemalar Asas

• 1887: Biro Timbang dan Ukur Antarabangsa - Piawaian suhu antarabangsa pertama
• 1927: Skala Suhu Antarabangsa (ITS-27) - Berdasarkan 6 titik tetap dari O₂ hingga Au
• 1948: Celsius secara rasmi menggantikan 'sentigrad' - resolusi CGPM ke-9
• 1954: Titik ganda tiga air (273.16 K) - Ditakrifkan sebagai rujukan asas Kelvin
• 1967: Kelvin (K) diterima pakai sebagai unit asas SI - Menggantikan 'darjah Kelvin' (°K)
• 1990: ITS-90 - Skala suhu antarabangsa semasa dengan 17 titik tetap
• 2019: Pentakrifan semula SI - Kelvin ditakrifkan oleh pemalar Boltzmann (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹)

Termometri moden berkembang daripada artifak fizikal kepada fizik asas. Pentakrifan semula 2019 mengikat Kelvin pada pemalar Boltzmann, menjadikan pengukuran suhu boleh dihasilkan semula di mana-mana sahaja di alam semesta tanpa bergantung pada piawaian bahan.

Pentakrifan semula Kelvin mewakili anjakan paradigma daripada pengukuran berasaskan bahan kepada pengukuran berasaskan fizik.

• Kebolehulangan Universal: mana-mana makmal dengan piawaian kuantum boleh merealisasikan Kelvin secara bebas
• Kestabilan Jangka Panjang: pemalar Boltzmann tidak hanyut, merosot, atau memerlukan penyimpanan
• Suhu Melampau: membolehkan pengukuran yang tepat dari nanokelvin hingga gigakelvin
• Teknologi Kuantum: menyokong penyelidikan pengkomputeran kuantum, kriogenik, dan superkonduktiviti
• Fizik Asas: semua unit asas SI kini ditakrifkan oleh pemalar alam

Anggaran pantas untuk kegunaan harian:

• C ke F (kasar): Gandakan, tambah 30 (cth., 20°C → 40+30 = 70°F, sebenar: 68°F)
• F ke C (kasar): Tolak 30, bahagi dua (cth., 70°F → 40÷2 = 20°C, sebenar: 21°C)
• C ke K: Hanya tambah 273 (atau tepat 273.15 untuk ketepatan)
• K ke C: Tolak 273 (atau tepat 273.15)
• F ke K: Tambah 460, darab dengan 5/9 (atau gunakan (F+459.67)×5/9 dengan tepat)

Untuk pengiraan yang tepat:

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

Hafal penanda aras ini:

• Sifar mutlak: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (suhu serendah mungkin)
• Air membeku: 273.15 K = 0°C = 32°F (tekanan 1 atm)
• Titik ganda tiga air: 273.16 K = 0.01°C (titik takrifan yang tepat)
• Suhu bilik: ~293 K = 20°C = 68°F (suhu persekitaran yang selesa)
• Suhu badan: 310.15 K = 37°C = 98.6°F (suhu teras normal manusia)
• Air mendidih: 373.15 K = 100°C = 212°F (1 atm, aras laut)
• Ketuhar sederhana: ~450 K = 180°C = 356°F (Tanda Gas 4)

Memahami unit Δ (delta):

• Perubahan 1°C = perubahan 1 K = perubahan 1.8°F = perubahan 1.8°R (magnitud)
• Gunakan awalan Δ untuk perbezaan: Δ°C, Δ°F, ΔK (bukan suhu mutlak)
• Contoh: Jika suhu meningkat dari 20°C ke 25°C, itu adalah perubahan Δ5°C = Δ9°F
• Jangan sekali-kali menambah/menolak suhu mutlak dalam skala yang berbeza (20°C + 30°F ≠ 50 apa-apa!)
• Untuk selang, Kelvin dan Celsius adalah sama (selang 1 K = selang 1°C)

• Kelvin TIDAK mempunyai simbol darjah: Tulis 'K', bukan '°K' (diubah pada 1967)
• Jangan kelirukan suhu mutlak dengan perbezaan: 5°C ≠ Δ5°C dalam konteks
• Tidak boleh menambah/mendarab suhu secara langsung: 10°C × 2 ≠ tenaga haba setara 20°C
• Rankine adalah Fahrenheit mutlak: 0°R = sifar mutlak, BUKAN 0°F
• Kelvin negatif adalah mustahil: 0 K adalah minimum mutlak (kecuali pengecualian kuantum)
• Tanda Gas berbeza mengikut ketuhar: GM4 adalah ~180°C tetapi boleh menjadi ±15°C bergantung pada jenama
• Celsius ≠ Sentigrad secara sejarah: Skala Celsius pada asalnya diterbalikkan (100° beku, 0° didih!)

• Cuaca: Hafal titik-titik penting (0°C=beku, 20°C=nyaman, 30°C=panas, 40°C=melampau)
• Memasak: Suhu dalaman daging adalah kritikal untuk keselamatan (165°F/74°C untuk ayam)
• Sains: Sentiasa gunakan Kelvin untuk pengiraan termodinamik (undang-undang gas, entropi)
• Perjalanan: AS menggunakan °F, kebanyakan dunia menggunakan °C - ketahui penukaran kasar
• Demam: Suhu badan normal 37°C (98.6°F); demam bermula sekitar 38°C (100.4°F)
• Ketinggian: Air mendidih pada suhu yang lebih rendah apabila ketinggian meningkat (~95°C pada 2000m)

• Pemprosesan & Penempaan Logam

  Pembuatan keluli (∼1538°C), kawalan aloi, dan lengkung rawatan haba menuntut pengukuran suhu tinggi yang tepat untuk kualiti, struktur mikro, dan keselamatan
• Kimia & Petrokimia

  Keretakan, pembaharuan, pempolimeran, dan lajur penyulingan bergantung pada profil suhu yang tepat untuk hasil, keselamatan, dan kecekapan merentasi julat yang luas
• Elektronik & Semikonduktor

  Penyepuhlindapan relau (1000°C+), tetingkap pemendapan/goresan, dan kawalan bilik bersih yang ketat (±0.1°C) menyokong prestasi dan hasil peranti termaju

• Pemantauan Suhu Badan

  Julat teras normal 36.1–37.2°C; ambang demam; pengurusan hipotermia/hipertermia; pemantauan berterusan dalam rawatan rapi dan pembedahan
• Penyimpanan Farmaseutikal

  Rantai sejuk vaksin (2–8°C), penyejuk beku ultra-sejuk (sehingga −80°C), dan penjejakan lawatan untuk ubat-ubatan yang sensitif terhadap suhu
• Penentukuran Peralatan Perubatan

  Pensterilan (autoklaf 121°C), krioterapi (−196°C nitrogen cecair), dan penentukuran peranti diagnostik dan terapeutik

• Fizik & Sains Bahan

  Superkonduktiviti berhampiran 0 K, kriogenik, peralihan fasa, fizik plasma (julat megakelvin), dan metrologi jitu
• Penyelidikan Kimia

  Kinetik dan keseimbangan tindak balas, kawalan penghabluran, dan kestabilan terma semasa sintesis dan analisis
• Angkasa & Aeroangkasa

  Sistem perlindungan haba, pendorong kriogenik (LH₂ pada −253°C), keseimbangan haba kapal angkasa, dan kajian atmosfera planet

• Pembakaran & Pastri Jitu

  Pemerapan roti (26–29°C), penyesuaian suhu coklat (31–32°C), peringkat gula, dan pengurusan profil ketuhar untuk hasil yang konsisten
• Keselamatan & Kualiti Daging

  Suhu dalaman yang selamat (ayam 74°C, daging lembu 63°C), sisa haba masakan, jadual sous-vide, dan pematuhan HACCP
• Pengawetan & Keselamatan Makanan

  Zon bahaya makanan (4–60°C), penyejukan pantas, integriti rantaian sejuk, dan kawalan pertumbuhan patogen

Gunakan °F = (°C × 9/5) + 32. Contoh: 25°C → 77°F

Gunakan °C = (°F − 32) × 5/9. Contoh: 100°F → 37.8°C

Gunakan K = °C + 273.15. Contoh: 27°C → 300.15 K

Gunakan K = (°F + 459.67) × 5/9. Contoh: 68°F → 293.15 K

°C menyatakan suhu mutlak; Δ°C menyatakan perbezaan suhu (selang). 1 Δ°C sama dengan 1 K

Skala mutlak yang menggunakan darjah Fahrenheit: 0°R = sifar mutlak; °R = K × 9/5

273.16 K di mana fasa pepejal, cecair, dan gas air wujud bersama; digunakan sebagai rujukan termodinamik

1 eV sepadan dengan 11604.51812 K melalui pemalar Boltzmann (k_B). Digunakan untuk plasma dan konteks tenaga tinggi

Kira-kira 1.4168×10^32 K, had atas teori di mana fizik yang diketahui rosak

Bilik ~22°C (295 K); badan manusia ~37°C (310 K)

Kelvin adalah unit termodinamik mutlak yang ditakrifkan melalui pemalar fizikal (k_B), bukan skala sewenang-wenangnya, jadi ia menggunakan K (bukan °K).

Suhu mutlak dalam Kelvin tidak boleh negatif; namun, sistem tertentu menunjukkan 'suhu negatif' dalam erti kata songsangan populasi — ia lebih panas daripada mana-mana K positif.