بنیادی اکائی: کیلون (K) - مطلق صفر کے حوالے سے

فوائد: تھرموڈینامک حسابات، کوانٹم میکینکس، شماریاتی طبیعیات، سالماتی توانائی سے براہ راست تناسب

استعمال: تمام سائنسی تحقیق، خلائی تحقیق، کرائیوجینکس، سپر کنڈکٹیوٹی، ذرہ طبیعیات

• کیلون (K) - مطلق پیمانہ

  مطلق پیمانہ جو 0 K سے شروع ہوتا ہے؛ ڈگری کا سائز سیلسیس کے برابر ہے۔ گیس کے قوانین، بلیک باڈی ریڈی ایشن، کرائیوجینکس، اور تھرموڈینامک مساوات میں استعمال ہوتا ہے
• سیلسیس (°C) - پانی پر مبنی پیمانہ

  معیاری دباؤ پر پانی کے مرحلے کی منتقلی کے ذریعے بیان کیا گیا ہے (0°C جمنا، 100°C ابلنا)؛ ڈگری کا سائز کیلون کے برابر ہے۔ دنیا بھر کی لیبارٹریوں، صنعتوں، اور روزمرہ کی زندگی میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے
• رینکائن (°R) - مطلق فارن ہائیٹ

  فارن ہائیٹ کا مطلق ہم منصب جس میں ڈگری کا سائز ایک ہی ہوتا ہے؛ 0°R = مطلق صفر۔ امریکی تھرموڈینامکس اور ایرو اسپیس انجینئرنگ میں عام ہے

بنیادی اکائی: فارن ہائیٹ (°F) - انسانی آرام کا پیمانہ

فوائد: موسم، جسمانی درجہ حرارت کی نگرانی، آرام کے کنٹرول کے لیے انسانی پیمانے کی درستگی

استعمال: ریاستہائے متحدہ، کچھ کیریبین ممالک، موسم کی رپورٹنگ، طبی ایپلی کیشنز

• فارن ہائیٹ (°F) - انسانی آرام کا پیمانہ

  انسانی-مرکوز پیمانہ: پانی 32°F پر جمتا ہے اور 212°F پر ابلتا ہے (1 atm)۔ امریکی موسم، HVAC، کھانا پکانے، اور طبی سیاق و سباق میں عام ہے
• ریومر (°Ré) - تاریخی یورپی

  تاریخی یورپی پیمانہ جس میں 0°Ré جمنے پر اور 80°Ré ابلنے پر ہوتا ہے۔ اب بھی پرانی ترکیبوں اور بعض صنعتوں میں حوالہ دیا جاتا ہے
• نیوٹن (°N) - سائنسی تاریخی

  آئزک نیوٹن (1701) نے تجویز کیا تھا جس میں 0°N جمنے پر اور 33°N ابلنے پر ہوتا ہے۔ آج بنیادی طور پر تاریخی دلچسپی کا حامل ہے

تھرمامیٹر سے پہلے: انسانی بنیادوں پر مبنی طریقے

• ہاتھ سے چھونے کا ٹیسٹ: قدیم لوہار دھات کا درجہ حرارت چھو کر ناپتے تھے - جو ہتھیاروں اور اوزاروں کو بنانے کے لیے اہم تھا
• رنگ کی شناخت: آگ اور مٹی کے رنگوں کی بنیاد پر مٹی کے برتن پکانا - سرخ، نارنجی، پیلا، سفید بڑھتی ہوئی گرمی کی نشاندہی کرتے تھے
• رویے کا مشاہدہ: ماحولیاتی درجہ حرارت کے ساتھ جانوروں کے رویے میں تبدیلیاں - ہجرت کے نمونے، ہائبرنیشن کے اشارے
• پودوں کے اشارے: پتیوں میں تبدیلیاں، درجہ حرارت کے رہنما کے طور پر پھولوں کے نمونے - فینولوجی پر مبنی زرعی کیلنڈر
• پانی کی حالتیں: برف، مائع، بھاپ - تمام ثقافتوں میں سب سے قدیم عالمگیر درجہ حرارت کے حوالے

آلات سے پہلے، تہذیبوں نے انسانی حواس اور قدرتی اشاروں کے ذریعے درجہ حرارت کا تخمینہ لگایا — چھونے کے ٹیسٹ، آگ اور مواد کا رنگ، جانوروں کا رویہ، اور پودوں کے چکر — جو ابتدائی تھرمل علم کی تجرباتی بنیادیں تشکیل دیتے ہیں۔

سائنسی انقلاب: درجہ حرارت کی مقدار کا تعین

• 1593: گیلیلیو کا تھرموسکوپ - پانی سے بھری ٹیوب میں ہوا کے پھیلاؤ کا استعمال کرتے ہوئے پہلا درجہ حرارت ناپنے والا آلہ
• 1654: فرڈینینڈ دوم آف ٹسکنی - پہلا مہر بند مائع گلاس تھرمامیٹر (الکحل)
• 1701: آئزک نیوٹن - نے درجہ حرارت کا پیمانہ تجویز کیا جس میں 0°N جمنے پر، 33°N جسمانی درجہ حرارت پر تھا
• 1714: گیبریل فارن ہائیٹ - مرکری تھرمامیٹر اور معیاری پیمانہ (32°F جمنا، 212°F ابلنا)
• 1730: رینی ریومر - الکحل تھرمامیٹر جس میں 0°r جمنے، 80°r ابلنے کا پیمانہ تھا
• 1742: اینڈرس سیلسیس - سینٹی گریڈ پیمانہ جس میں 0°C جمنا، 100°C ابلنا تھا (اصل میں الٹا تھا!)
• 1743: جین پیئر کرسٹن - نے سیلسیس پیمانے کو جدید شکل میں الٹ دیا

سائنسی انقلاب نے درجہ حرارت کو احساس سے پیمائش میں تبدیل کر دیا۔ گیلیلیو کے تھرموسکوپ سے لے کر فارن ہائیٹ کے مرکری تھرمامیٹر اور سیلسیس کے سینٹی گریڈ پیمانے تک، آلات نے سائنس اور صنعت میں درست، دہرائے جانے کے قابل تھرمامیٹری کو ممکن بنایا۔

جسمانی معیارات سے بنیادی مستقلات تک

• 1887: بین الاقوامی بیورو برائے وزن و پیمائش - پہلے بین الاقوامی درجہ حرارت کے معیارات
• 1927: بین الاقوامی درجہ حرارت کا پیمانہ (ITS-27) - O₂ سے Au تک 6 مقررہ نکات پر مبنی
• 1948: سیلسیس نے سرکاری طور پر 'سینٹی گریڈ' کی جگہ لے لی - 9 ویں CGPM کی قرارداد
• 1954: پانی کا تہرے نقطہ (273.16 K) - کیلون کے بنیادی حوالہ کے طور پر بیان کیا گیا
• 1967: کیلون (K) کو SI بنیادی اکائی کے طور پر اپنایا گیا - 'ڈگری کیلون' (°K) کی جگہ
• 1990: ITS-90 - 17 مقررہ نکات کے ساتھ موجودہ بین الاقوامی درجہ حرارت کا پیمانہ
• 2019: SI کی نئی تعریف - کیلون کو بولٹزمین مستقل (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹) کے ذریعے بیان کیا گیا

جدید تھرمامیٹری جسمانی نوادرات سے بنیادی طبیعیات تک تیار ہوئی۔ 2019 کی نئی تعریف نے کیلون کو بولٹزمین مستقل سے جوڑ دیا، جس سے درجہ حرارت کی پیمائش کو کائنات میں کہیں بھی مادی معیارات پر انحصار کیے بغیر دوبارہ پیدا کیا جا سکتا ہے۔

کیلون کی نئی تعریف مادی بنیادوں پر پیمائش سے طبیعیات کی بنیاد پر پیمائش کی طرف ایک نمونہ کی تبدیلی کی نمائندگی کرتی ہے۔

• عالمگیر دوبارہ پیدا کرنے کی صلاحیت: کوانٹم معیارات والی کوئی بھی لیب آزادانہ طور پر کیلون کو محسوس کر سکتی ہے
• طویل مدتی استحکام: بولٹزمین مستقل بہہ نہیں جاتا، خراب نہیں ہوتا، یا ذخیرہ کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی
• انتہائی درجہ حرارت: نینو کیلون سے گیگا کیلون تک درست پیمائش کو ممکن بناتا ہے
• کوانٹم ٹیکنالوجی: کوانٹم کمپیوٹنگ، کرائیوجینکس، اور سپر کنڈکٹیوٹی تحقیق کی حمایت کرتا ہے
• بنیادی طبیعیات: تمام SI بنیادی اکائیاں اب فطرت کے مستقلات کے ذریعے بیان کی گئی ہیں

روزمرہ کے استعمال کے لیے تیز تخمینے:

• C سے F (تقریباً): اسے دوگنا کریں، 30 যোগ کریں (مثال کے طور پر، 20°C → 40+30 = 70°F، اصل: 68°F)
• F سے C (تقریباً): 30 گھٹائیں، اسے آدھا کریں (مثال کے طور پر، 70°F → 40÷2 = 20°C، اصل: 21°C)
• C سے K: صرف 273 যোগ کریں (یا درستگی کے لیے بالکل 273.15)
• K سے C: 273 گھٹائیں (یا بالکل 273.15)
• F سے K: 460 যোগ کریں، 5/9 سے ضرب دیں (یا بالکل (F+459.67)×5/9 استعمال کریں)

درست حسابات کے لیے:

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

ان اینکرز کو یاد رکھیں:

• مطلق صفر: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (سب سے کم ممکنہ درجہ حرارت)
• پانی جمتا ہے: 273.15 K = 0°C = 32°F (1 atm دباؤ)
• پانی کا تہرے نقطہ: 273.16 K = 0.01°C (عین تعریف کا نقطہ)
• کمرے کا درجہ حرارت: ~293 K = 20°C = 68°F (آرام دہ ماحول)
• جسمانی درجہ حرارت: 310.15 K = 37°C = 98.6°F (عام انسانی بنیادی درجہ حرارت)
• پانی ابلتا ہے: 373.15 K = 100°C = 212°F (1 atm، سطح سمندر)
• درمیانی اوون: ~450 K = 180°C = 356°F (گیس مارک 4)

Δ (ڈیلٹا) اکائیوں کو سمجھنا:

• 1°C کی تبدیلی = 1 K کی تبدیلی = 1.8°F کی تبدیلی = 1.8°R کی تبدیلی (مقدار)
• فرق کے لیے Δ سابقہ استعمال کریں: Δ°C, Δ°F, ΔK (مطلق درجہ حرارت نہیں)
• مثال: اگر درجہ حرارت 20°C سے 25°C تک بڑھتا ہے، تو یہ Δ5°C = Δ9°F کی تبدیلی ہے
• مختلف پیمانوں میں مطلق درجہ حرارت کو کبھی بھی جمع/منہا نہ کریں (20°C + 30°F ≠ 50 کچھ بھی نہیں!)
• وقفوں کے لیے، کیلون اور سیلسیس ایک جیسے ہیں (1 K کا وقفہ = 1°C کا وقفہ)

• کیلون میں ڈگری کی علامت نہیں ہے: 'K' لکھیں، '°K' نہیں (1967 میں تبدیل ہوا)
• مطلق درجہ حرارت کو فرق کے ساتھ نہ ملائیں: سیاق و سباق میں 5°C ≠ Δ5°C
• درجہ حرارت کو براہ راست جمع/ضرب نہیں کیا جا سکتا: 10°C × 2 ≠ 20°C کے برابر حرارتی توانائی
• رینکائن مطلق فارن ہائیٹ ہے: 0°R = مطلق صفر، 0°F نہیں
• منفی کیلون ناممکن ہے: 0 K مطلق کم از کم ہے (کوانٹم استثناء کے علاوہ)
• گیس مارک اوون کے لحاظ سے مختلف ہوتا ہے: GM4 ~180°C ہے لیکن برانڈ کے لحاظ سے ±15°C ہو سکتا ہے
• سیلسیس ≠ تاریخی طور پر سینٹی گریڈ: سیلسیس اصل میں الٹا تھا (100° جمنا، 0° ابلنا!)

• موسم: اہم نکات یاد رکھیں (0°C=جمنا، 20°C=اچھا، 30°C=گرم، 40°C=انتہائی)
• کھانا پکانا: گوشت کا اندرونی درجہ حرارت حفاظت کے لیے اہم ہے (مرغی کے لیے 165°F/74°C)
• سائنس: تھرموڈینامک حسابات کے لیے ہمیشہ کیلون استعمال کریں (گیس کے قوانین، اینٹروپی)
• سفر: امریکہ °F استعمال کرتا ہے، زیادہ تر دنیا °C استعمال کرتی ہے - موٹا موٹا تبادلہ جانیں
• بخار: عام جسمانی درجہ حرارت 37°C (98.6°F)؛ بخار تقریباً 38°C (100.4°F) سے شروع ہوتا ہے
• اونچائی: اونچائی بڑھنے کے ساتھ پانی کم درجہ حرارت پر ابلتا ہے (~95°C 2000m پر)

• دھات کی پروسیسنگ اور فورجنگ

  اسٹیل سازی (∼1538°C)، مرکب دھاتوں کا کنٹرول، اور حرارتی علاج کے منحنی خطوط کے لیے معیار، مائیکرو اسٹرکچر، اور حفاظت کے لیے درست اعلی درجہ حرارت کی پیمائش کی ضرورت ہوتی ہے
• کیمیکل اور پیٹرو کیمیکل

  کریکنگ، ریفارمنگ، پولیمرائزیشن، اور ڈسٹلیشن کالم وسیع رینج میں پیداوار، حفاظت، اور کارکردگی کے لیے درست درجہ حرارت پروفائلنگ پر انحصار کرتے ہیں
• الیکٹرانکس اور سیمی کنڈکٹرز

  فرنس اینیلنگ (1000°C+)، ڈیپوزیشن/ایچ ونڈوز، اور سخت کلین روم کنٹرول (±0.1°C) جدید آلات کی کارکردگی اور پیداوار کی بنیاد ہیں

• جسمانی درجہ حرارت کی نگرانی

  عام بنیادی رینج 36.1–37.2°C؛ بخار کی حدیں؛ ہائپوتھرمیا/ہائپر تھرمیا کا انتظام؛ انتہائی نگہداشت اور سرجری میں مسلسل نگرانی
• ادویات کا ذخیرہ

  ویکسین کولڈ چین (2–8°C)، الٹرا کولڈ فریزر (نیچے −80°C تک)، اور درجہ حرارت کے حساس ادویات کے لیے سیر و تفریح کی ٹریکنگ
• طبی آلات کی کیلیبریشن

  جراثیم کشی (121°C آٹوکلیو)، کرائیو تھراپی (−196°C مائع نائٹروجن)، اور تشخیصی اور علاج کے آلات کی کیلیبریشن

• طبیعیات اور مواد کی سائنس

  0 K کے قریب سپر کنڈکٹیوٹی، کرائیوجینکس، مرحلے کی منتقلی، پلازما فزکس (میگا کیلون رینج)، اور درست میٹرولوجی
• کیمیائی تحقیق

  رد عمل کی حرکیات اور توازن، کرسٹلائزیشن کنٹرول، اور ترکیب اور تجزیہ کے دوران تھرمل استحکام
• خلائی اور ایرو اسپیس

  تھرمل پروٹیکشن سسٹم، کرائیوجینک پروپیلنٹ (LH₂ −253°C پر)، خلائی جہاز کا تھرمل توازن، اور سیاروں کے ماحول کا مطالعہ

• درست بیکنگ اور پیسٹری

  روٹی کا خمیر اٹھانا (26–29°C)، چاکلیٹ ٹیمپرنگ (31–32°C)، چینی کے مراحل، اور مستقل نتائج کے لیے اوون پروفائل کا انتظام
• گوشت کی حفاظت اور معیار

  محفوظ اندرونی درجہ حرارت (مرغی 74°C، گائے کا گوشت 63°C)، کیری اوور کوکنگ، سوس وائیڈ ٹیبلز، اور HACCP کی تعمیل
• خوراک کا تحفظ اور حفاظت

  خوراک کا خطرہ زون (4–60°C)، تیزی سے ٹھنڈا کرنا، کولڈ چین کی سالمیت، اور پیتھوجین کی نشوونما کا کنٹرول

°F = (°C × 9/5) + 32 استعمال کریں۔ مثال: 25°C → 77°F

°C = (°F − 32) × 5/9 استعمال کریں۔ مثال: 100°F → 37.8°C

K = °C + 273.15 استعمال کریں۔ مثال: 27°C → 300.15 K

K = (°F + 459.67) × 5/9 استعمال کریں۔ مثال: 68°F → 293.15 K

°C مطلق درجہ حرارت کا اظہار کرتا ہے؛ Δ°C درجہ حرارت کے فرق (وقفہ) کا اظہار کرتا ہے۔ 1 Δ°C 1 K کے برابر ہے

ایک مطلق پیمانہ جو فارن ہائیٹ ڈگریوں کا استعمال کرتا ہے: 0°R = مطلق صفر؛ °R = K × 9/5

273.16 K جہاں پانی کی ٹھوس، مائع، اور گیس حالتیں ایک ساتھ موجود ہوتی ہیں؛ ایک تھرموڈینامک حوالہ کے طور پر استعمال ہوتا ہے

1 eV بولٹزمین مستقل (k_B) کے ذریعے 11604.51812 K کے مساوی ہے۔ پلازما اور اعلی توانائی کے سیاق و سباق کے لیے استعمال ہوتا ہے

تقریباً 1.4168×10^32 K، ایک نظریاتی اوپری حد جہاں معروف طبیعیات ٹوٹ جاتی ہے

کمرہ ~22°C (295 K)؛ انسانی جسم ~37°C (310 K)

کیلون ایک مطلق تھرموڈینامک اکائی ہے جو ایک جسمانی مستقل (k_B) کے ذریعے بیان کی گئی ہے، نہ کہ ایک صوابدیدی پیمانہ، لہذا یہ K استعمال کرتا ہے (°K نہیں)۔

کیلون میں مطلق درجہ حرارت منفی نہیں ہو سکتا؛ تاہم، کچھ نظام 'منفی درجہ حرارت' کو آبادی کی الٹ پھیر کے معنی میں ظاہر کرتے ہیں — وہ کسی بھی مثبت K سے زیادہ گرم ہوتے ہیں۔