Чем отличается шкала цельсия от шкалы кельвина?

Шкала Цельсия (°C) и шкала Кельвина (K) используются для измерения температуры, но они основаны на разных принципах и имеют различные области применения. Вот их основные отличия:

1. Точка отсчёта

• Шкала Цельсия:
  • Основывается на свойствах воды.
  • Точка замерзания воды при нормальном атмосферном давлении считается 0 °C.
  • Точка кипения воды составляет 100 °C.
• Шкала Кельвина:
  • Основывается на абсолютном нуле — теоретически самой низкой возможной температуре, при которой движение частиц прекращается.
  • Абсолютный ноль равен 0 K и соответствует -273,15 °C.

2. Отношение к абсолютному нулю

• В шкале Цельсия значения могут быть как положительными, так и отрицательными, поскольку она начинается с 0 °C.
• Шкала Кельвина начинается с абсолютного нуля, поэтому отрицательных значений в ней быть не может.

3. Единичный шаг

• Один градус в шкале Цельсия равен одному кельвину по величине изменения температуры. Например, изменение температуры на 1 °C эквивалентно изменению на 1 K.

4. Формула перевода

• Чтобы преобразовать температуру из шкалы Кельвина в шкалу Цельсия: $$T_{C} = T_{K} - 273.15$$
• Чтобы преобразовать температуру из шкалы Цельсия в шкалу Кельвина: $$T_{K} = T_{C} + 273.15$$

5. Область применения

• Шкала Цельсия:
  • Используется в повседневной жизни, например, для измерения температуры воздуха, воды и других окружающих объектов.
• Шкала Кельвина:
  • Применяется в науке, особенно в физике и термодинамике, где важно учитывать абсолютные значения температуры.

6. Физическая интерпретация

• Цельсий:
  • Привязан к фазовым переходам воды (замерзание, кипение).
• Кельвин:
  • Привязан к термодинамической шкале, что делает его удобным для расчетов, связанных с законами термодинамики.

Пример:

Температура 25 °C в шкале Кельвина будет равна $25 + 273.15 = 298.15 \, K$. Это показывает, что температура в Кельвинах всегда выше температуры в градусах Цельсия.