Wat is Celsius?
De temperaturen op onze thermometer of in het nieuws worden uitgedrukt in graden Celsius, maar wat betekent dit eigenlijk? Waarom gebruiken we deze maatstof in plaats van bijvoorbeeld Fahrenheit? Om antwoord te geven op deze vragen, gaan we terug naar de geschiedenis en techniek achter de graden celsius-casino.info Celsius.
Geschiedenis van de Graden Celsius
In het begin van de 18e eeuw was er veel discussie onder wetenschappers over hoe temperaturen moesten worden gemeten. De meeste landen gebruikten toen nog Fahrenheit als standaard, maar deze maatstaf had een aantal grote nadelen: de temperatuur in Celsius is namelijk niet langer dan 100 graden bij het dichtste punt van water en vloeibaar maken.
Het was vooral Carl Linnaeus die met zijn werk over planten en hun thermometergevoelige eigenschappen aandacht schonk aan deze kwestie. Hij introduceerde in 1748 een temperatuur-schaal waarbij nul graden precies de smeltpunt van water was bij een atmosferische druk van één atmosfeer en tien graden de smeltgrens.
Het idee werd echter niet overgenomen tot het einde van de eeuw. In 1802 publiceerden Wilhelm Beer en Johann Carl Füssli, twee Duitse astronoom-en natuurkundigen, een artikel waarin ze Linnaeus’ temperatuur-schaal verder ontwikkelden. Ze introduceerden het systeem van een negatieve temperatuurreeks tot in de buurt van absolute nul en begonnen aan het uitwerken van hun ‘absolute maatstaf’.
De Absolute Maatstaf
Het concept van de absolute 0-graden, waarbij alle moleculaire beweging stopt, is een idee dat dateert uit de late jaren twintig. Het was in die tijd dat de Poolse fysicus Wilhelm Conrad Röntgen ontdekte dat bijtemperatuur-schaal het punt 0 K precies correspondeerde met absolute nul.
De grondlegger van deze nieuwe maatstaf was echter de Zweedse natuurkundige Anders Celsius, die in 1735 publiceerde over zijn idee om temperatuurschalen te ontwikkelen op basis van het principe dat bijtemperatuur-schaal nul graden zou corresponderen met absolute nul en tien graden de smeltgrens.
De Graden Celsius vandaag
Heden ten dage gebruiken we overal ter wereld graden Celsius als standaard voor onze thermometer, ook in het dagelijks leven. Het systeem bestaat uit een reeks van 100 graden tussen de nul- en tien-graden markering, met absolute temperatuur bij -273 graden.
De Celsius-schaal is een logaritmische maatstaf die een willekeurig aantal temperatuureenheden heeft. Eén graad verschil in absolute temperatuur correspondeert dus niet meer met 1% of nog minder van de gemeten waarde; deze verhouding geldt alleen voor één enkele temperatuurbereik, zoals tien graden Celsius.
De huidige grondslag van de Celsius-schaal is gebaseerd op de wet van perfecte gas, die stelt dat de warmte-uitwisseling tussen twee gassen precies omgekeerd evenredig is met hun temperatuur. Deze wet maakt het mogelijk om ook zeer hoge of zeer lage temperaturen gemakkelijk in te schatten.
Advantagen en beperkingen
Het systeem van graden Celsius heeft zijn voor- en nadelen. Een belangrijke voordeel is dat de Celsius-schaal duidelijk begrijpelijk is, waardoor iedereen gemakkelijk met temperaturen kan werken.
Toch hebben we te maken met beperkingen: bijtemperatuur-schaal geeft namelijk niet een onafhankelijke maat voor absolute temperatuur maar hangt af van de massa en concentratie van moleculaire stoffen. Bijtemperatuur-schaal is daarnaast slechts in zeer beperkte domein bereikbaar.
Ten slotte zou men zich kunnen afvragen of we een andere, universele maatstaf nodig hebben om de absolute temperatuur vast te leggen en eenvoudiger met temperaturen te werken.
Tijdelijke problemen bij inrichting
Naar mijn mening is er nog een speciaal geval dat zeker vermeld wordt: het probleem van ‘tijdelijke temperatuur’. Hierbij ontwikkelt zich naarmate de absolute nul dichterbij komt, en de massa-moleculaire concentratie sterk afneemt in omgeving van -100 graden, een scherpe afvlakking in het temperatuurbesluit. Bijtemperatuur-schaal is hierbij wel een aanzienlijk verschil te merken.
Dit geval zet ons absoluut niet voor problematische resultaten bij de berekening van absolute temperatuur, maar maakt zeer zeker moeilijk om een duidelijke definitie over deze grondslag mee te delen.