బేస్ యూనిట్: కెల్విన్ (K) - సంపూర్ణ సున్నా సూచన

ప్రయోజనాలు: థర్మోడైనమిక్ గణనలు, క్వాంటం మెకానిక్స్, స్టాటిస్టికల్ ఫిజిక్స్, అణు శక్తికి ప్రత్యక్ష అనుపాతం

ఉపయోగం: అన్ని శాస్త్రీయ పరిశోధనలు, అంతరిక్ష అన్వేషణ, క్రయోజెనిక్స్, సూపర్‌కండక్టివిటీ, కణ భౌతికశాస్త్రం

• కెల్విన్ (K) - సంపూర్ణ స్కేల్

  0 K వద్ద ప్రారంభమయ్యే సంపూర్ణ స్కేల్; డిగ్రీ పరిమాణం సెల్సియస్‌కు సమానం. గ్యాస్ చట్టాలు, బ్లాక్-బాడీ రేడియేషన్, క్రయోజెనిక్స్ మరియు థర్మోడైనమిక్ సమీకరణాలలో ఉపయోగించబడుతుంది
• సెల్సియస్ (°C) - నీటి ఆధారిత స్కేల్

  ప్రామాణిక పీడనం వద్ద నీటి దశ మార్పుల ద్వారా నిర్వచించబడింది (0°C గడ్డకట్టడం, 100°C మరిగించడం); డిగ్రీ పరిమాణం కెల్విన్‌కు సమానం. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రయోగశాలలు, పరిశ్రమ మరియు రోజువారీ జీవితంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది
• రాంకైన్ (°R) - సంపూర్ణ ఫారెన్‌హీట్

  అదే డిగ్రీ పరిమాణంతో ఫారెన్‌హీట్‌కు సంపూర్ణ ప్రతిరూపం; 0°R = సంపూర్ణ సున్నా. US థర్మోడైనమిక్స్ మరియు ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్‌లో సాధారణం

బేస్ యూనిట్: ఫారెన్‌హీట్ (°F) - మానవ సౌకర్య స్కేల్

ప్రయోజనాలు: వాతావరణం, శరీర ఉష్ణోగ్రత పర్యవేక్షణ, సౌకర్య నియంత్రణ కోసం మానవ-స్థాయి ఖచ్చితత్వం

ఉపయోగం: యునైటెడ్ స్టేట్స్, కొన్ని కరేబియన్ దేశాలు, వాతావరణ నివేదన, వైద్య అనువర్తనాలు

• ఫారెన్‌హీట్ (°F) - మానవ సౌకర్య స్కేల్

  మానవ-ఆధారిత స్కేల్: నీరు 32°F వద్ద గడ్డకడుతుంది మరియు 212°F వద్ద మరుగుతుంది (1 atm). US వాతావరణం, HVAC, వంట మరియు వైద్య సందర్భాలలో సాధారణం
• రియోమర్ (°Ré) - చారిత్రక యూరోపియన్

  చారిత్రక యూరోపియన్ స్కేల్ 0°Ré గడ్డకట్టే వద్ద మరియు 80°Ré మరిగే వద్ద. ఇప్పటికీ పాత వంటకాలు మరియు కొన్ని పరిశ్రమలలో సూచించబడుతుంది
• న్యూటన్ (°N) - శాస్త్రీయ చారిత్రక

  ఐజాక్ న్యూటన్ (1701) చే ప్రతిపాదించబడింది 0°N గడ్డకట్టే వద్ద మరియు 33°N మరిగే వద్ద. నేడు ప్రధానంగా చారిత్రక ఆసక్తికి సంబంధించినది

థర్మామీటర్లకు ముందు: మానవ-ఆధారిత పద్ధతులు

• చేతి స్పర్శ పరీక్ష: పురాతన కమ్మరులు స్పర్శ ద్వారా లోహ ఉష్ణోగ్రతను అంచనా వేశారు - ఆయుధాలు మరియు పనిముట్లను రూపొందించడానికి ఇది కీలకం
• రంగు గుర్తింపు: మంట మరియు బంకమట్టి రంగుల ఆధారంగా కుండల కాల్పులు - ఎరుపు, నారింజ, పసుపు, తెలుపు పెరుగుతున్న వేడిని సూచిస్తాయి
• ప్రవర్తన పరిశీలన: పర్యావరణ ఉష్ణోగ్రతతో జంతువుల ప్రవర్తన మార్పులు - వలస నమూనాలు, శీతాకాల నిద్ర సూచనలు
• మొక్కల సూచికలు: ఆకు మార్పులు, ఉష్ణోగ్రత మార్గదర్శకులుగా పూల నమూనాలు - ఫినాలజీ ఆధారంగా వ్యవసాయ క్యాలెండర్లు
• నీటి స్థితులు: మంచు, ద్రవం, ఆవిరి - అన్ని సంస్కృతులలో తొలి సార్వత్రిక ఉష్ణోగ్రత సూచనలు

పరికరాలకు ముందు, నాగరికతలు మానవ ఇంద్రియాలు మరియు సహజ సూచనల ద్వారా ఉష్ణోగ్రతను అంచనా వేశాయి — స్పర్శ పరీక్షలు, మంట మరియు పదార్థాల రంగు, జంతువుల ప్రవర్తన మరియు మొక్కల చక్రాలు — ప్రారంభ ఉష్ణ పరిజ్ఞానం యొక్క అనుభవపూర్వక పునాదులను ఏర్పరిచాయి.

శాస్త్రీయ విప్లవం: ఉష్ణోగ్రతను లెక్కించడం

• 1593: గెలీలియో యొక్క థర్మోస్కోప్ - నీటితో నిండిన గొట్టంలో గాలి విస్తరణను ఉపయోగించి మొదటి ఉష్ణోగ్రత-కొలత పరికరం
• 1654: టస్కనీకి చెందిన ఫెర్డినాండ్ II - మొదటి సీల్డ్ లిక్విడ్-ఇన్-గ్లాస్ థర్మామీటర్ (ఆల్కహాల్)
• 1701: ఐజాక్ న్యూటన్ - 0°N గడ్డకట్టే వద్ద, 33°N శరీర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉష్ణోగ్రత స్కేల్‌ను ప్రతిపాదించారు
• 1714: గాబ్రియేల్ ఫారెన్‌హీట్ - పాదరసం థర్మామీటర్ మరియు ప్రామాణిక స్కేల్ (32°F గడ్డకట్టడం, 212°F మరిగించడం)
• 1730: రెనే రియోమర్ - 0°r గడ్డకట్టడం, 80°r మరిగే స్కేల్‌తో ఆల్కహాల్ థర్మామీటర్
• 1742: ఆండర్స్ సెల్సియస్ - 0°C గడ్డకట్టడం, 100°C మరిగే సెంటీగ్రేడ్ స్కేల్ (మొదట విలోమంగా ఉంది!)
• 1743: జీన్-పియరీ క్రిస్టిన్ - సెల్సియస్ స్కేల్‌ను ఆధునిక రూపానికి మార్చారు

శాస్త్రీయ విప్లవం ఉష్ణోగ్రతను సంచలనం నుండి కొలతగా మార్చింది. గెలీలియో యొక్క థర్మోస్కోప్ నుండి ఫారెన్‌హీట్ యొక్క పాదరసం థర్మామీటర్ మరియు సెల్సియస్ యొక్క సెంటీగ్రేడ్ స్కేల్ వరకు, పరికరాలు సైన్స్ మరియు పరిశ్రమ అంతటా ఖచ్చితమైన, పునరావృతమయ్యే థర్మామెట్రీని ప్రారంభించాయి.

భౌతిక ప్రమాణాల నుండి ప్రాథమిక స్థిరాంకాల వరకు

• 1887: అంతర్జాతీయ బరువులు మరియు కొలతల బ్యూరో - మొదటి అంతర్జాతీయ ఉష్ణోగ్రత ప్రమాణాలు
• 1927: అంతర్జాతీయ ఉష్ణోగ్రత స్కేల్ (ITS-27) - O₂ నుండి Au వరకు 6 స్థిర బిందువుల ఆధారంగా
• 1948: సెల్సియస్ అధికారికంగా 'సెంటిగ్రేడ్'ను భర్తీ చేస్తుంది - 9వ CGPM తీర్మానం
• 1954: నీటి ట్రిపుల్ పాయింట్ (273.16 K) - కెల్విన్ యొక్క ప్రాథమిక సూచనగా నిర్వచించబడింది
• 1967: కెల్విన్ (K) SI బేస్ యూనిట్‌గా స్వీకరించబడింది - 'డిగ్రీ కెల్విన్' (°K) ను భర్తీ చేస్తుంది
• 1990: ITS-90 - 17 స్థిర బిందువులతో ప్రస్తుత అంతర్జాతీయ ఉష్ణోగ్రత స్కేల్
• 2019: SI పునర్నిర్వచనం - కెల్విన్ బోల్ట్జ్‌మాన్ స్థిరాంకం ద్వారా నిర్వచించబడింది (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹)

ఆధునిక థర్మామెట్రీ భౌతిక కళాఖండాల నుండి ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రానికి పరిణామం చెందింది. 2019 పునర్నిర్వచనం కెల్విన్‌ను బోల్ట్జ్‌మాన్ స్థిరాంకానికి లంగరు వేసింది, పదార్థ ప్రమాణాలపై ఆధారపడకుండా విశ్వంలో ఎక్కడైనా ఉష్ణోగ్రత కొలతలను పునరుత్పత్తి చేయగలదు.

కెల్విన్ పునర్నిర్వచనం పదార్థ-ఆధారిత కొలత నుండి భౌతిక-ఆధారిత కొలతకు ఒక నమూనా మార్పును సూచిస్తుంది.

• సార్వత్రిక పునరుత్పత్తి: క్వాంటం ప్రమాణాలు ఉన్న ఏ ప్రయోగశాల అయినా కెల్విన్‌ను స్వతంత్రంగా గ్రహించగలదు
• దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం: బోల్ట్జ్‌మాన్ స్థిరాంకం డ్రిఫ్ట్ అవ్వదు, క్షీణించదు లేదా నిల్వ అవసరం లేదు
• తీవ్ర ఉష్ణోగ్రతలు: నానోకెల్విన్ నుండి గిగాకెల్విన్ వరకు ఖచ్చితమైన కొలతలను అనుమతిస్తుంది
• క్వాంటం టెక్నాలజీ: క్వాంటం కంప్యూటింగ్, క్రయోజెనిక్స్ మరియు సూపర్‌కండక్టివిటీ పరిశోధనలకు మద్దతు ఇస్తుంది
• ప్రాథమిక భౌతికశాస్త్రం: అన్ని SI బేస్ యూనిట్లు ఇప్పుడు ప్రకృతి స్థిరాంకాలచే నిర్వచించబడ్డాయి

రోజువారీ ఉపయోగం కోసం వేగవంతమైన ఉజ్జాయింపులు:

• C నుండి F (సుమారుగా): దాన్ని రెట్టింపు చేసి, 30 కలపండి (ఉదా., 20°C → 40+30 = 70°F, వాస్తవానికి: 68°F)
• F నుండి C (సుమారుగా): 30 తీసివేసి, దాన్ని సగం చేయండి (ఉదా., 70°F → 40÷2 = 20°C, వాస్తవానికి: 21°C)
• C నుండి K: కేవలం 273 కలపండి (లేదా ఖచ్చితత్వం కోసం సరిగ్గా 273.15)
• K నుండి C: 273 తీసివేయండి (లేదా సరిగ్గా 273.15)
• F నుండి K: 460 కలపండి, 5/9 తో గుణించండి (లేదా సరిగ్గా (F+459.67)×5/9 ఉపయోగించండి)

ఖచ్చితమైన గణనల కోసం:

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

ఈ యాంకర్లను గుర్తుంచుకోండి:

• సంపూర్ణ సున్నా: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (సాధ్యమైనంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రత)
• నీరు గడ్డకట్టడం: 273.15 K = 0°C = 32°F (1 atm పీడనం)
• నీటి ట్రిపుల్ పాయింట్: 273.16 K = 0.01°C (ఖచ్చితమైన నిర్వచన బిందువు)
• గది ఉష్ణోగ్రత: ~293 K = 20°C = 68°F (సౌకర్యవంతమైన పరిసరాలు)
• శరీర ఉష్ణోగ్రత: 310.15 K = 37°C = 98.6°F (సాధారణ మానవ కోర్ ఉష్ణోగ్రత)
• నీరు మరిగించడం: 373.15 K = 100°C = 212°F (1 atm, సముద్ర మట్టం)
• మితమైన ఓవెన్: ~450 K = 180°C = 356°F (గ్యాస్ మార్క్ 4)

Δ (డెల్టా) యూనిట్లను అర్థం చేసుకోవడం:

• 1°C మార్పు = 1 K మార్పు = 1.8°F మార్పు = 1.8°R మార్పు (పరిమాణం)
• వ్యత్యాసాల కోసం Δ ఉపసర్గను ఉపయోగించండి: Δ°C, Δ°F, ΔK (సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతలు కాదు)
• ఉదాహరణ: ఉష్ణోగ్రత 20°C నుండి 25°C కి పెరిగితే, అది Δ5°C = Δ9°F మార్పు
• వివిధ స్కేల్స్‌లో సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతలను ఎప్పుడూ కలపవద్దు/తీయవద్దు (20°C + 30°F ≠ 50 ఏమీ కాదు!)
• విరామాల కోసం, కెల్విన్ మరియు సెల్సియస్ ఒకేలా ఉంటాయి (1 K విరామం = 1°C విరామం)

• కెల్విన్‌కు డిగ్రీ గుర్తు లేదు: 'K' అని రాయండి, '°K' కాదు (1967 లో మార్చబడింది)
• సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతలను వ్యత్యాసాలతో గందరగోళపరచవద్దు: సందర్భంలో 5°C ≠ Δ5°C
• ఉష్ణోగ్రతలను నేరుగా కలపడం/గుణించడం సాధ్యం కాదు: 10°C × 2 ≠ 20°C కి సమానమైన ఉష్ణ శక్తి
• రాంకైన్ సంపూర్ణ ఫారెన్‌హీట్: 0°R = సంపూర్ణ సున్నా, 0°F కాదు
• ప్రతికూల కెల్విన్ అసాధ్యం: 0 K అనేది సంపూర్ణ కనిష్టం (క్వాంటం మినహాయింపులు తప్ప)
• గ్యాస్ మార్క్ ఓవెన్‌ను బట్టి మారుతుంది: GM4 ~180°C కానీ బ్రాండ్‌ను బట్టి ±15°C ఉండవచ్చు
• సెల్సియస్ ≠ చారిత్రాత్మకంగా సెంటీగ్రేడ్: సెల్సియస్ మొదట విలోమంగా ఉండేది (100° గడ్డకట్టడం, 0° మరిగించడం!)

• వాతావరణం: కీలక అంశాలను గుర్తుంచుకోండి (0°C=గడ్డకట్టడం, 20°C=బాగుంది, 30°C=వేడి, 40°C=తీవ్రం)
• వంట: భద్రత కోసం మాంసం అంతర్గత ఉష్ణోగ్రతలు కీలకం (పౌల్ట్రీకి 165°F/74°C)
• శాస్త్రం: థర్మోడైనమిక్ గణనల కోసం ఎల్లప్పుడూ కెల్విన్ ఉపయోగించండి (గ్యాస్ చట్టాలు, ఎంట్రోపీ)
• ప్రయాణం: US °F ఉపయోగిస్తుంది, చాలా ప్రపంచం °C ఉపయోగిస్తుంది - ఉజ్జాయింపు మార్పిడిని తెలుసుకోండి
• జ్వరం: సాధారణ శరీర ఉష్ణోగ్రత 37°C (98.6°F); జ్వరం సుమారు 38°C (100.4°F) వద్ద ప్రారంభమవుతుంది
• ఎత్తు: ఎత్తు పెరిగేకొద్దీ నీరు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరుగుతుంది (2000 మీ వద్ద ~95°C)

• మెటల్ ప్రాసెసింగ్ & ఫోర్జింగ్

  ఉక్కు తయారీ (∼1538°C), మిశ్రలోహ నియంత్రణ, మరియు ఉష్ణ-చికిత్స వక్రతలకు నాణ్యత, మైక్రోస్ట్రక్చర్ మరియు భద్రత కోసం ఖచ్చితమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత కొలత అవసరం
• కెమికల్ & పెట్రోకెమికల్

  క్రాకింగ్, రిఫార్మింగ్, పాలిమరైజేషన్ మరియు డిస్టిలేషన్ కాలమ్‌లు విస్తృత శ్రేణులలో దిగుబడి, భద్రత మరియు సామర్థ్యం కోసం ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత ప్రొఫైలింగ్‌పై ఆధారపడతాయి
• ఎలక్ట్రానిక్స్ & సెమీకండక్టర్స్

  ఫర్నేస్ అనీలింగ్ (1000°C+), డిపాజిషన్/ఎచింగ్ విండోస్ మరియు గట్టి క్లీన్‌రూమ్ నియంత్రణ (±0.1°C) అధునాతన పరికరాల పనితీరు మరియు దిగుబడికి ఆధారం

• శరీర ఉష్ణోగ్రత పర్యవేక్షణ

  సాధారణ కోర్ ఉష్ణోగ్రత పరిధి 36.1–37.2°C; జ్వరం పరిమితులు; హైపోథెర్మియా/హైపర్థెర్మియా నిర్వహణ; క్రిటికల్ కేర్ మరియు శస్త్రచికిత్సలో నిరంతర పర్యవేక్షణ
• ఔషధ నిల్వ

  వ్యాక్సిన్ కోల్డ్ చైన్ (2–8°C), అల్ట్రా-కోల్డ్ ఫ్రీజర్‌లు (−80°C వరకు), మరియు ఉష్ణోగ్రత-సున్నితమైన మందుల కోసం విహారయాత్ర ట్రాకింగ్
• వైద్య పరికరాల క్రమాంకనం

  స్టెరిలైజేషన్ (121°C ఆటోక్లేవ్‌లు), క్రయోథెరపీ (−196°C ద్రవ నైట్రోజన్), మరియు డయాగ్నొస్టిక్ మరియు చికిత్సా పరికరాల క్రమాంకనం

• భౌతికశాస్త్రం & మెటీరియల్స్ సైన్స్

  0 K సమీపంలో సూపర్‌కండక్టివిటీ, క్రయోజెనిక్స్, దశ మార్పులు, ప్లాస్మా ఫిజిక్స్ (మెగాకెల్విన్ పరిధి), మరియు ఖచ్చితమైన మెట్రాలజీ
• రసాయన పరిశోధన

  ప్రతిచర్య గతిశాస్త్రం మరియు సమతౌల్యం, స్ఫటికీకరణ నియంత్రణ, మరియు సంశ్లేషణ మరియు విశ్లేషణ సమయంలో ఉష్ణ స్థిరత్వం
• అంతరిక్షం & ఏరోస్పేస్

  థర్మల్ ప్రొటెక్షన్ సిస్టమ్స్, క్రయోజెనిక్ ప్రొపెల్లెంట్లు (LH₂ -253°C వద్ద), స్పేస్‌క్రాఫ్ట్ థర్మల్ బ్యాలెన్స్ మరియు గ్రహ వాతావరణ అధ్యయనాలు

• ఖచ్చితమైన బేకింగ్ & పేస్ట్రీ

  రొట్టె ప్రూఫింగ్ (26–29°C), చాక్లెట్ టెంపరింగ్ (31–32°C), చక్కెర దశలు మరియు స్థిరమైన ఫలితాల కోసం ఓవెన్ ప్రొఫైల్ నిర్వహణ
• మాంసం భద్రత & నాణ్యత

  సురక్షిత అంతర్గత ఉష్ణోగ్రతలు (పౌల్ట్రీ 74°C, గొడ్డు మాంసం 63°C), క్యారీఓవర్ వంట, సౌస్-వైడ్ పట్టికలు మరియు HACCP సమ్మతి
• ఆహార పరిరక్షణ & భద్రత

  ఆహార ప్రమాద జోన్ (4–60°C), వేగవంతమైన శీతలీకరణ, కోల్డ్ చైన్ సమగ్రత మరియు వ్యాధికారక పెరుగుదల నియంత్రణ

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

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

K = °C + 273.15 ఉపయోగించండి. ఉదాహరణ: 27°C → 300.15 K

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

°C సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతను వ్యక్తపరుస్తుంది; Δ°C ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని (విరామం) వ్యక్తపరుస్తుంది. 1 Δ°C 1 K కు సమానం

ఫారెన్‌హీట్ డిగ్రీలను ఉపయోగించే ఒక సంపూర్ణ స్కేల్: 0°R = సంపూర్ణ సున్నా; °R = K × 9/5

273.16 K, ఇక్కడ నీటి ఘన, ద్రవ మరియు వాయు దశలు కలిసి ఉంటాయి; థర్మోడైనమిక్ సూచనగా ఉపయోగించబడుతుంది

1 eV బోల్ట్జ్‌మాన్ స్థిరాంకం (k_B) ద్వారా 11604.51812 K కు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ప్లాస్మాలు మరియు అధిక-శక్తి సందర్భాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది

సుమారు 1.4168×10^32 K, తెలిసిన భౌతికశాస్త్రం విఫలమయ్యే ఒక సైద్ధాంతిక ఎగువ పరిమితి

గది ~22°C (295 K); మానవ శరీరం ~37°C (310 K)

కెల్విన్ ఒక భౌతిక స్థిరాంకం (k_B) ద్వారా నిర్వచించబడిన ఒక సంపూర్ణ థర్మోడైనమిక్ యూనిట్, ఒక ఏకపక్ష స్కేల్ కాదు, కాబట్టి ఇది K (°K కాదు) ఉపయోగిస్తుంది.

కెల్విన్‌లో సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత ప్రతికూలంగా ఉండదు; అయినప్పటికీ, కొన్ని వ్యవస్థలు జనాభా విలోమ అర్థంలో 'ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత'ను ప్రదర్శిస్తాయి — అవి ఏ సానుకూల K కంటే వేడిగా ఉంటాయి.