Celsius

Geschiedenis

In 1742 maakte Anders Celsius een "omgekeerde" versie van de moderne Celsius temperatuurschaal. In deze schaal was nul het kookpunt van water en 100 het smeltpunt van ijs. In zijn artikel Observations of two persistent degrees on a thermometer, schreef hij over zijn experimenten. Hij toonde aan dat het smeltpunt van ijs in principe niet werd beïnvloed door de luchtdruk. IJs zou bij dezelfde temperatuur in water veranderen, of het zich nu op zeeniveau of op een berg bevond. Dit was niet het geval voor het kookpunt van water. Het zou gemakkelijker koken met minder druk (op een berg). Hij besloot dat het nulpunt op zijn temperatuurschaal (het kookpunt van water) zou worden gesteld op de standaard barometerdruk op zeeniveau. Deze druk staat bekend als één atmosfeer. In 1954 werd in Resolutie 4 van de 10e CGPM (de Algemene Conferentie voor maten en gewichten) vastgesteld wat precies één standaardatmosfeer is (101,325 kPa of 14,6959 psi). 

In 1744, het jaar waarin Anders Celsius overleed, gebruikte de beroemde Zweedse botanicus Carolus Linnaeus (1707-1778) een omgekeerde versie van de schaal van Celsius toen hij zijn eerste thermometer kocht. Deze had een schaal waarbij nul stond voor het smeltpunt van ijs en 100 voor het kookpunt van water, vergelijkbaar met wat wij vandaag gebruiken. Zijn op maat gemaakte "Linnaeus thermometer", voor gebruik in zijn kassen, werd gemaakt door Daniel Ekström, destijds Zweden's belangrijkste maker van wetenschappelijke instrumenten. Ekstöm's werkplaats bevond zich in de kelder van het observatorium van Stockholm. Zoals vaak gebeurde in deze tijd voor de moderne communicatie, worden veel natuurkundigen, wetenschappers en instrumentmakers gecrediteerd voor het onafhankelijk maken van dezelfde meetschaal; onder hen waren Pehr Elvius, de secretaris van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen (die een instrumentmakerij had), met wie Linnaeus ook had gesproken; Christin van Lyon; Daniel Ekström, de instrumentmaker; en Mårten Strömer (1707-1770) die astronomie had gestudeerd onder Anders Celsius.

Het eerste bekende document waarin temperaturen in deze moderne "voorwaartse" Celsius-schaal worden vermeld, is het document Hortus Upsaliensis, gedateerd 16 december 1745, dat Linnaeus schreef aan een leerling van hem, Samuel Nauclér. Daarin rapporteerde Linnaeus de temperaturen in de oranjerie van de Botanische Tuin van de Universiteit van Uppsala:

...aangezien het caldarium (het warme gedeelte van de serre) door de hoek van de ramen, louter door de zonnestralen, een zodanige warmte krijgt dat de thermometer vaak 30 graden bereikt, hoewel de fervente tuinier er gewoonlijk voor zorgt dat het niet warmer wordt dan 20 tot 25 graden, en in de winter niet lager dan 15 graden...

Gedurende de volgende 204 jaar noemden de wetenschappelijke en thermometrische gemeenschappen deze schaal wereldwijd de "schaal van de Celsius". Temperaturen op de schaal van Celsius werden vaak gerapporteerd als "graden" of "graden Celsius". Het symbool voor temperatuurwaarden op deze schaal was °C (in de loop der jaren in verschillende formaten). Omdat de naam "centigrade" ook de Spaanse en Franse benaming was voor een hoekmaateenheid (een honderdste van een rechte hoek) en in andere talen een vergelijkbare betekenis had, werd de term "centesimale graad" gebruikt wanneer voor internationale communicatie zeer nauwkeurige en duidelijke taal vereist was, zoals door het Internationaal Bureau voor maten en gewichten (BIPM). De 9e CGPM (Algemene Conferentie voor maten en gewichten) en het CIPM (Internationaal Comité voor maten en gewichten) besloten in 1948 officieel "graad Celsius" (symbool: °C) te gebruiken.

Er waren drie redenen voor het besluit in 1948 om het woord Celsius te gebruiken:

1. Alle gangbare temperatuurschalen zouden hun eenheden genoemd hebben naar iemand die er nauw mee verbonden is - Kelvin, Celsius, Fahrenheit, Réaumur en Rankine.
2. Het symbool °C dat eeuwenlang was gebruikt in verband met de naam centigrade kon verder worden gebruikt, maar betekende nu Celsius. (Linnaeus had een belangrijk aandeel in de moderne schaal, maar Celsius ontwikkelde hem het eerst).
3. De nieuwe naam betekende dat centigrade weer alleen de Franstalige naam voor de eenheid van hoekmeting kon betekenen.

Het zou echter bijna twee decennia duren voordat de schoolboeken overgingen van Celsius op Celsius, en veel mensen gebruiken vandaag de dag nog steeds de oude naam.

Voorbeelden

• Op de schaal van Celsius bevriest water bij 0° en kookt het bij 100°.
• De kamertemperatuur is ongeveer 20 °C.
• Het absolute nulpunt (de koudst mogelijke temperatuur) is -273,15 °C.
• De winters op Antarctica kunnen tussen -80 en -90 °C liggen.
• De lichaamstemperatuur van een mens is gewoonlijk 37 °C.

Temperatuur omzettingen

• Om van een temperatuur in graden Celsius een kelvin te maken moet men 273,15 toevoegen. Bijvoorbeeld, 0 graden Celsius, de temperatuur waarbij water bevriest, is 273,15 kelvin.
• Om een temperatuur in Kelvin om te zetten in graden Celsius moet men er 273,15 van aftrekken. 310 K is bijvoorbeeld dezelfde temperatuur als 36,85 °C, wat ongeveer de temperatuur van een menselijk lichaam is.
• Om een temperatuur in graden Celsius om te zetten in graden Fahrenheit moet men die vermenigvuldigen met 9/5 en 32 toevoegen: F = (9/5)C + 32.
• Om een temperatuur in graden Fahrenheit om te zetten in graden Celsius moet men 32 aftrekken en het resultaat vermenigvuldigen met 5/9: C = (F - 32) * 5/9.