Celsius

Un thermomètre gradué en degrés Celsius

Celsius, également connu sous le nom centigrades, est une échelle et unité de mesure de température . Il est nommé d'après la suédoise astronome Anders Celsius (1701-1744), qui a développé une échelle de température similaire. Le degré Celsius (° C) peut faire référence à une température spécifique sur l'échelle Celsius, ainsi qu'un appareil pour indiquer une température intervalle, la différence entre deux températures ou une incertitude. L'unité a été connu jusqu'en 1948 comme "centigrades" du latin centum traduit par 100 et gradus traduit par "étapes".

De 1743 à 1954, de 0 ° C a été définie comme le point de congélation de l'eau et 100 ° C a été définie comme étant la température d'ébullition de l'eau, tous deux à une pression d'une atmosphère standard avec le mercure étant le matériel de travail. Bien que ces corrélations définissant sont couramment enseignés dans les écoles aujourd'hui, par un accord international l'unité «degré Celsius» et l'échelle de Celsius sont actuellement définies par deux températures différentes: zéro absolu , et la triple point de VSMOW (spécialement l'eau purifiée). Cette définition concerne également précisément l'échelle Celsius à l' Kelvin échelle, qui définit la SI unité de base de la température thermodynamique avec K. symbole zéro absolu, la température la plus basse possible au cours de laquelle la matière atteint au moins l'entropie , est définie comme étant précisément K 0 et -273,15 ° C. La température de la point triple de l'eau est définie comme précisément 273,16 K et 0,01 ° C.

Cette définition fixe l'ampleur à la fois du degré Celsius et le kelvin aussi précisément une part à 273,16 (environ 0,00366) de la différence entre le zéro absolu et le point triple de l'eau. Ainsi, on définit la grandeur d'un degré Celsius et celui de l'un kelvin que exactement le même. En outre, il établit la différence entre les points nuls des deux balances comme étant précisément 273,15 degrés Celsius (-273,15 ° C = 0 K et 0 ° C = 273,15 K).

Histoire

Une illustration de thermomètre originale de Anders Celsius. Remarque l'échelle inversée, où 0 est le point d'ébullition d'eau et 100 est son point de congélation.

En 1742, l'astronome suédois Anders Celsius (1701-1744) a créé une échelle de température qui était l'inverse de l'échelle maintenant connu sous le nom «Celsius»: 0 représenté le point d'ébullition d'eau, tandis que 100 représenté le point de congélation de l'eau. Dans ses observations sur papier des deux degrés persistants sur un thermomètre, il a raconté ses expériences montrant que le point de fusion de la glace est essentiellement affectée par la pression. Il a également déterminé avec une précision remarquable comment le point d'ébullition d'eau varie en fonction de la pression atmosphérique. Il a proposé que le point de son échelle de température nulle, étant le point d'ébullition, serait calibré à la pression barométrique moyenne au niveau moyen de la mer. Cette pression est connu comme l'un atmosphère standard. Le Le 10e de BIPM Conférence générale des poids et mesures (CGPM) défini ultérieurement une atmosphère standard pour égaler précisément 1 013 250 dynes par centimètre carré (101,325 kPa).

En 1743, le Lyonnais physicien Jean-Pierre Christin, secrétaire permanent de l'Académie des sciences, belles-lettres et arts de Lyon ^FR, travaillant indépendamment de Celsius, a développé une échelle où zéro représenté le point de congélation et 100 représentaient le point d'ébullition d'eau. Le 19 mai 1743, il a publié la conception d'un thermomètre à mercure, le "Thermomètre de Lyon" construit par l'artisan Pierre Casati qui a utilisé cette échelle.

En 1744, coïncidant avec la mort de Anders Celsius, le botaniste suédois Carl von Linné (1707-1778) a infirmé l'échelle de Celsius. "Linnaeus thermomètre", pour une utilisation dans ses serres Sa sur-mesure, a été faite par Daniel Ekström, premier fabricant suédois d'instruments scientifiques à l'époque et dont l'atelier était situé dans le sous-sol de l'observatoire de Stockholm. Comme souvent dans cet âge avant que les communications modernes, de nombreux physiciens, les scientifiques et les fabricants d'instruments sont crédités d'avoir développé indépendamment de cette même échelle; parmi eux se trouvaient Pehr Elvius, le secrétaire de l'Académie royale suédoise des sciences (qui avait un atelier de l'instrument) et avec qui Linné avait été correspondant; Daniel Ekström ^[SV], le fabricant de l'instrument; et Mårten Strömer (1707-1770) qui avait étudié l'astronomie sous Anders Celsius.

Le document Suédois en premier connu des températures dans cette "avant" échelle Celsius moderne rapports est le papier Hortus Upsaliensis en date du 16 Décembre 1745 que Linnaeus a écrit à un de ses élèves, Samuel Nauclér. Dans ce document, Linnaeus a raconté les températures à l'intérieur de l'orangerie du Jardin botanique de l'Université d'Uppsala:

"... Depuis le caldarium (la partie chaude de la serre) par l'angle des fenêtres, seulement des rayons du soleil, obtient une telle chaleur que le thermomètre atteint souvent 30 degrés, bien que le jardinier désireux prend généralement soin de ne pas laisser lever à plus de 20 à 25 degrés, et en hiver, pas moins de 15 degrés ... "

Centigrades et Celsius

Depuis le 19ème siècle, le scientifique et communautés de thermométrie dans le monde entier fait référence à cette échelle que l'échelle centigrade. Les températures sur l'échelle centigrade ont été souvent rapportés simplement comme degrés ou, si une plus grande spécificité a été désiré, comme degrés centigrades. Le symbole des valeurs de température de cette ampleur est ° C.

Parce que le centigrades terme était aussi le nom de la langue espagnole et en français pour une unité de mesure angulaire (1/10 000 d'un angle droit) et avait une connotation similaire dans d'autres langues, le degré centésimal terme a été utilisé lors de très précis, un langage sans ambiguïté était nécessaire par les organismes de normalisation internationaux tels que la BIPM. La 9e CGPM et le CIPM ( Comité international des poids et mesures) adopté formellement "degré Celsius" (symbole: ° C) en 1948.

Ce ne est qu'en Février 1985, que le prévisions émises par la BBC sont passés de "centigrades" à "C".

Pour une utilisation scientifique, «Celsius» est le terme habituellement utilisé, avec "centigrades" continue d'être autrement dans l'usage commun, mais en baisse, en particulier dans des contextes informels dans les pays anglophones (le «grade» français est connu sous le nom grades, diplômé, ou gon en anglais).

Températures ordinaires

Certains températures clés relatives l'échelle Celsius à d'autres échelles de température sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Nom et symbole de composition

Le «degré Celsius» a été la seule unité SI dont la pleine unité le nom contient une lettre majuscule depuis le unité de base du SI pour la température, le kelvin, est devenu le nom propre en 1967 en remplaçant le terme degré Kelvin. Le pluriel est degrés Celsius.

La règle générale de la Bureau international des poids et mesures (BIPM), ce est que la valeur numérique précède toujours l'unité, et un espace est toujours utilisé pour séparer l'appareil du numéro, par exemple, "30,2 ° C" (et non "30,2 ° C» ou «30,2 ° C »). Ainsi, la valeur de la quantité est le produit du nombre et de l'unité, l'espace étant considéré comme un signe de multiplication (tout comme un espace entre les unités implique la multiplication). Les seules exceptions à cette règle sont pour l'unité symboles de degrés, minutes et secondes pour l'angle plan (°, «et», respectivement), pour lesquels aucun espace ne est laissé entre la valeur numérique et le symbole de l'unité. Autres langues, et plusieurs maisons d'édition, peuvent suivre des règles différentes typographiques.

Caractère Unicode

Unicode fournit une caractère de compatibilité pour le degré Celsius au U + 2103 (décimal 8451), pour la compatibilité avec codages CJK qui fournissent un tel caractère (en tant que tel, dans la plupart des polices de la largeur est la même que pour caractères pleine chasse). Son aspect est similaire à celui synthétisé en saisissant individuellement ses deux composantes (°) et (C). Ci-dessous est le caractère de degré Celsius suivie immédiatement par la version à deux composants:

℃ ° C

Lors du visionnage sur les ordinateurs qui gèrent correctement Unicode, la ligne ci-dessus peut être semblable à l'image dans la ligne ci-dessous (agrandi pour plus de clarté):

Le décomposition canonique est simplement un signe de degré ordinaire et "C", de sorte que certains navigateurs peut afficher simplement "° C" à sa place en raison de Normalisation Unicode.

Les températures et les intervalles

Le degré Celsius est un nom spécial du kelvin pour utilisation dans l'expression des températures Celsius. Le degré Celsius est également soumis aux mêmes règles que le kelvin à l'égard de l'utilisation de son nom de l'unité et le symbole. Ainsi, outre exprimer des températures spécifiques le long de son échelle (par exemple " gallium fond à 29,7646 ° C »et« La température extérieure est de 23 degrés Celsius »), le degré Celsius est également approprié pour exprimer des intervalles de température: différences entre les températures ou de leurs incertitudes (par exemple, »La sortie de l'échangeur de chaleur est plus chaud de 40 ° C", et "Notre incertitude type est de ± 3 ° C»). En raison de cette double utilisation, il ne faut pas compter sur le nom de l'unité ou son symbole pour désigner qu'une quantité est un intervalle de température; elle doit être sans ambiguïté à travers le contexte ou déclaration explicite que la quantité est un intervalle. Ce est parfois résolu en utilisant le symbole ° C (prononcé "degrés Celsius") pour une température et C ° (prononcé "degrés Celsius") pour un intervalle de température, bien que cet usage ne est pas standard.

Ce qui est souvent source de confusion sur la mesure de C, ce est qu'il se ensuit un système intervalle mais pas un système de rapport; qu'il se ensuit une échelle relative pas une échelle absolue. Ceci est mis simplement en illustrant le fait que, tandis que 10 ° C et 20 ° C ont la même différence intervalle de 20 ° C et 30 ° C la température de 20 ° C ne est pas deux fois l'énergie thermique de l'air de 10 ° C. Comme le montre cet exemple, degrés Celsius est une mesure de l'intervalle utile, mais ne possède pas les caractéristiques des mesures de rapport comme le poids ou la distance.

Coexistence des échelles et Kelvin Celsius

En sciences et en génie, l'échelle Celsius et l'échelle Kelvin sont souvent utilisés en combinaison dans des contextes proches, par exemple, "... une valeur mesurée était 0,01023 ° C avec une incertitude de 70 μK ...". Cette pratique est permis parce que l'amplitude du degré Celsius est égale à celle du kelvin.

Malgré l'approbation officielle fournie par décision # 3 de la Résolution 3 de la 13e CGPM, qui a déclaré: «un intervalle de température peut également être exprimé en degrés Celsius", la pratique d'utiliser simultanément ° C et K reste très répandue dans le monde scientifique que l'utilisation de SI préfixé formes de degré Celsius (tels que "° C μ" ou "microdegrees Celsius") pour exprimer un intervalle de température n'a pas été bien adoptée.

Points de fusion et d'ébullition de l'eau

Un effet de définir l'échelle Celsius à la triple point de Vienne standard Mean Ocean Water ( VSMOW, 273,16 K et 0,01 ° C), et au zéro absolu (0 K et -273,15 ° C), ce est que ni la fusion ni ébullition point de l'eau sous une atmosphère standard (101,325 kPa) restent points de définition de l'échelle de Celsius. En 1948, lors de la 9e Conférence générale des poids et mesures ( CGPM) dans la Résolution 3 a d'abord examiné en utilisant le point triple de l'eau comme un point de définition, le point triple était si près d'être 0,01 ° C supérieure à la connue point de fusion de l'eau, il a été tout simplement définir le plus précisément 0,01 ° C. Cependant, les mesures actuelles montrent que la différence entre les points triples et fusion des VSMOW est en fait très peu (<0,001 ° C) supérieure à 0,01 ° C. Ainsi, le point de fusion de la glace réelle est très légèrement (moins d'un millième de degré) au-dessous de 0 ° C. Aussi, triple point de 273,16 K définissant l'eau définie précisément l'ampleur de chaque C incréments de 1 ° en termes d' échelle de température thermodynamique absolue (référencement du zéro absolu). Maintenant découplé du point d'ébullition de l'eau réelle, la valeur "100 ° C" est plus chaud que 0 ° C en termes absolus, par un facteur de précision (Environ 36,61% thermodynamiquement plus chaud). Lorsque se conformant strictement à la définition de deux points pour l'étalonnage, le point de VSMOW d'ébullition sous une atmosphère de pression standard est effectivement 373.1339 K (99,9839 ° C). Lorsque calibré pour ITS-90 (un étalon comprenant de nombreux points de définition et couramment utilisés pour l'instrumentation de haute précision), le point de VSMOW d'ébullition est un peu moins, environ 99,974 ° C.

Cette différence de point d'ébullition de 16,1 millikelvin entre la définition originale de l'échelle Celsius et l'actuel (basé sur zéro absolu et le point triple) a peu de sens pratique dans des applications quotidiennes communes parce que le point d'ébullition de l'eau est très sensible aux variations de pression barométrique. Par exemple, un changement d'altitude de seulement 28 cm (11 po) fait que le point d'ébullition de changer par une millikelvin.

L'adoption dans le monde entier

Partout dans le monde, sauf aux États-Unis, au Belize, Palau et les territoires de Porto Rico, Guam et les îles Vierges américaines États-Unis l'échelle de température Celsius est utilisé pour pratiquement toutes les fins. Les seules exceptions sont certains domaines spécialisés (par exemple, la physique à basse température, de l'astrophysique, la température la lumière en photographie) où l'échelle Kelvin étroitement liée domine la place.

La plupart des champs sur le terrain scientifique et de nombreux génie complets utilisent l'échelle Celsius, et la système métrique en général. Cependant, la plupart des Américains restent plus habitués à la Échelle Fahrenheit, qui est l'échelle que les diffuseurs et les journalistes américains utilisent dans les prévisions météorologiques , bien que l'équivalent en degrés Celsius est parfois fourni aux côtés. Il est aussi couramment utilisé aux États-Unis pour la mesure de la température du corps, et la maison comme la cuisine, et est l'échelle couramment vu sur fours et dans les recettes. Au Canada, les appareils de cuisine, de la littérature, et de l'emballage comprennent deux citations Fahrenheit et Celsius.

Le Royaume-Uni a augmenté progressivement l'utilisation de l'échelle Celsius depuis les années 1970 et il est maintenant l'échelle de température le plus utilisé, mais il est largement appelé centigrades. Parfois diffuseurs et publications citent températures de l'air aux côtés de Fahrenheit Celsius dans les prévisions météorologiques, et les thermomètres de température d'air vendus montrent parfois les deux échelles.

Table de conversion entre les différentes unités de température