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SI単位系 | 長さ | 面積 | 体積・容積 | 質量・重量 | 時間 | 速度・加速度 | 力・圧力・応力 | 仕事・熱量・エネルギー | 仕事率 | 温度 | 大きな数 | 小さな数


温度の単位

私たちが生活の中で普段使用している温度単位・摂氏温度(セルシウス度)は、18世紀、スウェーデンのセルシウスによって作られたといわれています。水の沸点を100度、氷点を0度とし、この間を100等分した1目盛が1度と定義されます。もともとセルシウスによって考え出されたのは、水の沸点が0度、氷の融点が100度と、高い温度ほど数字が小さくなっていく方式だったらしく、後年、別の研究者によって逆にされたのだそうです。今となっては、逆にしてくれて本当に良かったと思えます・・・。

一方、ケルビンが水の氷点と沸点の間を100等分した1目盛を熱力学温度目盛として「1ケルビン」と定義します。目盛の大きさでいえばセルシウス度と同じです。物質を構成している原子が完全に運動を停止してしまう下限の温度・絶対零度が0ケルビンとされ、その温度は−273.15℃です。その後、SI単位系が整備される過程において、ケルビンの基準には水の氷点より安定性の高い水の三重点が使用されることになりました。すなわち、「水の三重点と絶対零度との間を273.16等分した1目盛が1ケルビン」という定義です。絶対零度が−273.15℃なのに273.16と0.01だけ数値が違うのは、水の三重点と氷点との間に0.01℃の差があるからです。ちなみに水の三重点というのは水蒸気と水と氷が共存する状態のことで、氷点とは、水と氷と空気が混じり合っている状態のことです。

1量1単位を原則とするSI単位系において、温度だけは例外的にケルビン(K)とセルシウス度(℃)の2つが認められています。これは、セルシウス度が生活に密着した単位であったと同時に、ケルビンもセルシウスも1目盛の間隔が同じで、両者間の換算が簡単であるということも関係しているでしょう。

ケルビン、セルシウス度以外では、ヤード・ポンド法の温度単位とされているファーレンハイト(°F)があり、華氏温度とも呼ばれます。18世紀、ドイツのファーレンハイトが考案したもので、氷と塩の混合物の温度を0度、氷点を32度、人の体温を96度としてアルコール温度計に目盛をつけたのが最初です。現在では氷点を32度、水の沸点を212度とする定義となっています。アメリカでは、現在でも天気予報などで摂氏温度と華氏温度が併用されているようです。また、これらのほかにもランキン度(烈氏温度)という単位も存在しているようですが、現在ではほとんど使用されていません。

ケルビンの値をTk、セルシウス度の値をTc、ファーレンハイト度の値をTf としたときの、各単位間での換算を下表に示します。

単位の名称 記号 他の温度単位からの換算
ケルビン K Tk=Tc+273.15、  Tk=5/9(Tf−32)+273.15
セルシウス度(摂氏) Tc=Tk−273.15、  Tc=5/9(Tf−32)
ファーレンハイト度(華氏) °F Tf=9/5Tc+32、  Tf=5/9(Tk−273.15)+32


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