سلسیوس

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
تصویر یک دماسنج که با مقیاس سلسیوس مدرج شده‌است

درجهٔ سِلسیوس (به سوئدی: Celsius) (مخفف: ) که گاه سانتی‌گراد (به فرانسوی: centigrade)[۱] نیز نامیده می‌شود یکای سنجش دما در سیستم بین الملی آحاد SI است. نام سلسیوس به افتخار ستاره‌شناس سوئدی آندرس سلسیوس (۱۷۰۱ تا ۱۷۴۴) که مقیاسی مانند آن را برای دما پیشنهاد کرد نامگذاری شده‌است. عبارت درجهٔ سلسیوس می‌تواند اشاره‌کننده به یک دمای مشخص باشد یا به بازه‌ای از دما، تفاوت میان دو دما یا یک عدم قطعیت اشاره کند. نام این یکا تا سال ۱۹۴۸ «سانتیگراد» (به فرانسوی: centigrade) بود که از واژهٔ لاتین centum به معنی «۱۰۰» و gradus به معنی «گام» یا «مرحله» گرفته شده‌است.

در سال‌های ۱۷۴۴ تا ۱۹۵۴ نقطهٔ صفر درجه به عنوان نقطهٔ یخ زدگی آب و ۱۰۰ درجه به عنوان نقطهٔ جوش آب در فشار یک اتمسفر در نظر گرفته می‌شد. امروزه این تعریف‌ها بیشتر در دوران مدرسه کاربرد دارد.

با پذیرش جهانی، از سال ۱۹۵۴ به بعد «درجهٔ سلسیوس» یا مقیاس سلسیوس توسط صفر مطلق و نقطهٔ سه‌گانهٔ آب اقیانوس میانگین استاندارد وین (VSMOW) تعریف می‌شود که مربوط به گونه‌ای خاص آب خالص می‌باشد. همچنین این تعریف جدید دمای سلسیوس را مستقیماً به یکای کلوین پیوند می‌دهد. کلوین در ترمودینامیک، یکای اصلی SI در دستگاه بین‌المللی یکاها است و نماد آن K است. صفر مطلق پایین‌ترین دمای ممکنی است که در آن جرم ماده به پایین‌ترین انتروپی می‌رسد. این دما برابر ۰ کلوین یا ۲۷۳٫۱۵- سلسیوس است. دمای نقطهٔ سه‌گانه آب دقیقاً برابر است با ۲۷۳٫۱۶ کلوین یا ۰٫۰۱ سلیسوس.[۲]

با توجه به تفاوت این دو معیار در نقطهٔ سه گانهٔ آب و صفر مطلق روشن می‌شود که تفاوت این دو یکا به ازای ۲۷۳٫۱۶ درجه تنها در ۱ درجه‌است (تقریباً ۰٫۰۰۳۶۶) بنابراین بزرگی کلوین و سلسیوس برابر در نظر گرفته می‌شود؛ و گفته می‌شود که ۲۷۳٫۱۵- درجهٔ سلسیوس برابر با صفر کلوین و صفر درجهٔ سلسیوس برابر با ۲۷۳٫۱۵ کلوین است.[۳]

تاریخچه[ویرایش]

نمایی از دماسنج آندرس سلسیوس که در آن صفر نقطهٔ جوش آب و صد نقطهٔ ذوب یخ است.

در ۱۷۴۲ ستاره‌شناس سوئدی، آندرس سلسیوس (۱۷۰۱ تا ۱۷۴۴) توانست معیاری برای سنجش دما ارائه کند که وارون آنچه بود که امروز آن را سلسیوس می‌خوانیم. به عبارت دیگر، در مقیاس او صفر نقطهٔ جوش آب بود و ۱۰۰ نقطهٔ ذوب یخ. او در مقاله‌ای به نام مشاهدهٔ دو دمای ماندگار بر روی یک دماسنج، تجربه‌های خود را توضیح داد و نشان داد که چگونه فشار بر نقطهٔ ذوب یخ بی تأثیر است. از سوی دیگر با دقت خوبی نشان داد که دمای جوش آب تابع فشار محیط است. او پیشنهاد داد که دمای جوش آب به عنوان نقطهٔ صفر قرار گیرد که در این صورت با فشار هوا در سطح دریاها متناسب خواهد بود. این فشار را، فشار اتمسفری می‌نامند. چندی بعد، ادارهٔ بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها (BIMP) در دهمین کنفرانس خود بر روی وزن‌ها و مقیاس‌ها اعلام کرد که یک اتمسفر دقیقاً برابر است با ۱۰۱۳۲۵۰ دین بر سانتیمتر مربع یا ۱۰۱٫۳۲۵ پاسکال.[۴]

در ۱۷۴۴ همزمان با مرگ آندرس سلسیوس، کارل لینه (۱۷۰۷ تا ۱۷۷۸) گیاه‌شناس سوئدی، وارون دماسنج سلسیوس را ساخت.[۵] «دماسنج لینه» در گلخانهٔ خودش کاربرد داشت. دانیل اکستروم که یک سازندهٔ برجستهٔ ابزارهای علمی بود دماسنج لینه را برایش ساخت.

سانتیگراد و سلسیوس[ویرایش]

از سدهٔ ۱۹ میلادی به این سو، در همهٔ جامعه‌های علمی در سراسر جهان از این مقیاس سنجش دما با نام "سانتیگراد" یاد می‌شد. البته در بیشتر موارد تنها به گفتن "درجه" بسنده می‌شد ولی اگر می‌خواستند که دقیق تر صحبت کنند به آن "درجهٔ سانتیگراد" می‌گفتند. نماد این پیمانه °C است.

تا فوریهٔ ۱۹۸۵ وضع چنین بود تا اینکه در بخش هواشناسی بی‌بی‌سی این سنت شکسته شد و بجای سانتیگراد به آن "سلسیوس" گفته شد.[۶]

از آنجایی که سانتیگراد در زبان‌هایی مانند فرانسوی و اسپانیایی نام یکای اندازه‌گیری زاویه بود (۱/۱۰٬۰۰۰ زاویهٔ قائمه) و در دیگر زبان‌ها هم مفهوم‌های همانندی را یادآوری می‌کرد، برای همین در استانداردهای بین‌المللی مانند BIPM از عبارت centesimal degree برای کاربرد دقیق نام آن استفاده می‌شد. در نهایت در نهمین کنفرانس بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها و در انجمن بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها در سال ۱۹۴۸ به‌طور رسمی نام درجهٔ سلسیوس با نماد °C پذیرفته شد.[۷][۸]

در کاربردهای علمی فقط سلسیوس بکار می‌رود و سانتیگراد فقط در کاربردهای عمومی استفاده دارد.[۹]

برخی دماهای پرکاربرد[ویرایش]

یکاهای سنجش دمای پرکاربرد
کلوین سلسیوس فارنهایت
صفر مطلق
(دقیق، طبق تعریف)
۰ K −۲۷۳٫۱۵ °C −۴۵۹٫۶۷ °F
نقطهٔ جوش نیتروژن مایع ۷۷٫۴ K −۱۹۵٫۸ °C[۱۰] −۳۲۰٫۳ °F
نقطهٔ تصعید یخ خشک. ۱۹۵٫۱ K −۷۸ °C −۱۰۸٫۴ °F
نقطهٔ برخورد پیمانه‌های سنجش سلسیوس و فارنهایت. ۲۳۳٫۱۵ K −۴۰ °C −۴۰ °F
نقطهٔ ذوب H۲O (یخ خالص)[۱۱] ۲۷۳٫۱۴۹۹ K −۰٫۰۰۰۱ °C[۱۲] ۳۱٫۹۹۹۸۲ °F
نقطهٔ سه‌گانه آب
(دقیق، طبق تعریف)
۲۷۳٫۱۶ K ۰٫۰۱ °C ۳۲٫۰۱۸ °F
دمای بدن انسان معمولی (میانگین)[۱۳] ۳۱۰ K ۳۷٫۰ °C ۹۸٫۶ °F
نقطهٔ جوش آب در فشار یک اتمسفر (۱۰۱٫۳۲۵ kPa)
(نگاه کنید به: نقطهٔ جوش تقریبی)[۱۴]
۳۷۳٫۱۳۳۹ K ۹۹٫۹۸۳۹ °C[۱۲] ۲۱۱٫۹۷۱ °F

جدول مقایسهٔ پیمانه‌های گوناگون سنجش دما[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. "Celsius temperature scale". Encyclopædia Britannica. Retrieved 19 February 2012. Celsius temperature scale, also called centigrade temperature scale, scale based on 0° for the freezing point of water and 100° for the boiling point of water.
  2. "SI brochure, section 2.1.1.5". International Bureau of Weights and Measures. Retrieved 9 May 2008.
  3. "Essentials of the SI: Base & derived units". Retrieved 9 May 2008.
  4. "Resolution 4 of the 10th meeting of the CGPM (1954)".
  5. Citation: Uppsala University (Sweden), Linnaeus' thermometer
  6. BBC Special: A Change In The Weather - YouTube ویدیو در یوتیوب
  7. "CIPM, 1948 and 9th CGPM, 1948". International Bureau of Weights and Measures. Retrieved 9 May 2008.
  8. According to The Oxford English Dictionary (OED), the term "Celsius' thermometer" had been used at least as early as 1797. Further, the term "The Celsius or Centigrade thermometer" was again used in reference to a particular type of thermometer at least as early as 1850. The OED also cites this 1928 reporting of a temperature: "My altitude was about 5,800 metres, the temperature was 28° Celsius." However, dictionaries seek to find the earliest use of a word or term and are not a useful resource as regards to the terminology used throughout the history of science. According to several writings of Dr. Terry Quinn CBE FRS, Director of the BIPM (1988–2004), including Temperature Scales from the early days of thermometry to the 21st century (hereپی‌دی‌اف (146 KiB)) as well as Temperature (2nd Edition / 1990 / Academic Press / 0125696817), the term Celsius in connection with the centigrade scale was not used whatsoever by the scientific or thermometry communities until after the CIPM and CGPM adopted the term in 1948. The BIPM was not even aware that "degree Celsius" was in sporadic, non-scientific use before that time. It is also noteworthy that the twelve-volume, 1933 edition of OED didn't even have a listing for the word Celsius (but did have listings for both centigrade and centesimal in the context of temperature measurement). The 1948 adoption of Celsius accomplished three objectives:
    1.    All common temperature scales would have their units named after someone closely associated with them; namely, Kelvin, Celsius, Fahrenheit, Réaumur and Rankine.
    2.    Notwithstanding the important contribution of Linnaeus who gave the Celsius scale its modern form, Celsius' name was the obvious choice because it began with the letter C. Thus, the symbol °C that for centuries had been used in association with the name centigrade could continue to be used and would simultaneously inherit an intuitive association with the new name.
    3.    The new name eliminated the ambiguity of the term "centigrade", freeing it to refer exclusively to the French-language name for the unit of angular measurement.
  9. "centigrade, adj. and n." Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Retrieved 20 November 2011.
  10. Lide, D.R. , ed. (1990–1991). Handbook of Chemistry and Physics. 71st ed. CRC Press. p. 4–22.
  11. The ice point of purified water has been measured to be 0.000 089(10) degrees Celsius – see Magnum، B.W. (June 1995). «Reproducibility of the Temperature of the Ice Point in Routine Measurements» (PDF). Nist Technical Note. ۱۴۱۱. بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در Mar 07, 2007. دریافت‌شده در 11 February 2007. تاریخ وارد شده در |archivedate= را بررسی کنید (کمک)
  12. ۱۲٫۰ ۱۲٫۱ http://chemistry.uah.edu/Faculty/shriver/supplements/Temperature%20scales.pdf The University of Alabama in Huntsville - Temperature scales – Celsius, centigrade, and kelvin
  13. . 
  14. For Vienna Standard Mean Ocean Water at one اتمسفر (یکا) (101.325 kPa) when calibrated solely per the two-point definition of thermodynamic temperature. Older definitions of the Celsius scale once defined the boiling point of water under one standard atmosphere as being precisely 100 °C. However, the current definition results in a boiling point that is actually 16.1 mK less. For more about the actual boiling point of water, see VSMOW in temperature measurement. There is a different approximation using ITS-90 which approximates the temperature to 99.974 °C

جستارهای وابسته[ویرایش]