De Celsius-schaal is een temperatuurschaal die werd ontwikkeld door de Zweedse wetenschapper Anders Celsius in 1742. Het schaalsysteem wordt gebruikt om temperaturen uit te drukken en is gebaseerd op de thermische eigenschappen van water.

Geschiedenis

Anders Celsius was een vooraanstaand natuurkundige van zijn tijd, die zich bezig hield met het onderzoek naar temperatuurveranderingen. Hij merkte dat er in de wintermaanden een grote temperatuurstijging plaatsvond naarmate je hoger kwam op de geografische breedtegraad en omgekeerd. Dit leidde hem tot de idee om een nieuw schaalsysteem te ontwikkelen, gebaseerd op deze thermische eigenschappen.

Het eerste prototype van het Celsius-schaalstelsel werd https://celsius-casino.info/ gepubliceerd in 1742 onder de naam “De Graden” (Grader). De schaal was gericht naar zowel hogere als lagere temperaturen en maakte gebruik van een interval van vijftien graden. Later werden deze twintig graden gebruikt, waarbij nul graden werd gesteld op de smeltpunt van water bij atmosferische druk en 100 graden werd gesteld op het kookpunt.

Principe

Het Celsius-schaalstelsel is gebaseerd op de thermische eigenschappen van water. De schaal stelt nul graden gelijk aan de smeltpunt van zuivere water bij atmosferische druk, waarbij 100 graden het kookpunt wordt gesteld van zuivere water. Het interval tussen deze twee punten is verdeeld in twintig gelijke delen, die elke vijf graden per interval tellen.

Het principe van de Celsius-schaal werkt als volgt: wanneer je 0 tot +1°C komt, ga je een thermometer op met de hand en wacht af dat deze is gelegen. Neem dan bijvoorbeeld aan dat het 10 graden verhoogd is; dit geeft aan wat de huidige temperatuur is.

Types of variaties

In de loop der jaren zijn er verschillende variaties op het Celsius-schaalstelsel ontwikkeld om specifieke toepassingen en industrieën te ondersteunen. Hieronder volgen een paar van deze varianten:

  • Het Rankine-voorschrift (°R): Dit systeem werd in 1859 door de Brit Willem Thomson, de latere Lord Kelvin, ontwikkeld om temperatuurverschillen vast te leggen met behulp van absolute termperaturen. Deze schaal is gebaseerd op de thermische eigenschappen van water en wordt overal ter wereld gebruikt in ingenieursgemeenschap.
  • Het Fahrenheit-schaalsysteem (°F): Dit systeem werd voor het eerst gepubliceerd door Gabriel Fahrenheit, Duits natuurkundige en fysicus. Hierin werden de drie punten die bij deze schaal hoorden vastgelegd: 32 graden, het vriespunt van water; 212 graden, de stoomtemperatuur, en 1000 graden voor het zuiveringssysteem.
  • Het Réaumur-schaalsysteem (°Ré): Dit systeem werd in 1731 door Jean-René César Reinaud ontwikkeld. Hierin werden twee punten vastgelegd: een temperatuur van 32 graden bij het vriespunt en 80 graden voor het smeltpunt.

Zowel praktische als legale context

Celsius wordt overal ter wereld gebruikt in diverse toepassingsgebieden. De schaal is gebaseerd op thermische eigenschappen van water, wat maakt dat Celsius ook een standaardtempereerstelsel wordt genoemd.

De internationale temperatuur- en drukstaat (ITS) werd in 1989 goedgekeurd door de Internationale Raad voor Weights and Measures. Volgens ITS moet elke thermometer met het voorschrift van Celsius worden gebruikt om temperaturen op te nemen; hiervoor is geen aparte registratie of goedkeuring vereist.

Het verschil tussen temperatuur en temperatuurschaal werd door de Zweedse wetenschapper Olof Swartz in 1757 expliciet beschreven. Swartz stelde vast dat het smelt- en kookpunt voor zuivere water bij atmosferische druk respectievelijk -0,01°C en +100°C liggen.

Vrije spel en demo-modes of niet-geldige opties

Dankzij de opkomst van digitale technologie werd het Celsius-schaalsysteem toepasbaar in nieuwe sectoren als elektronica. Zo werd er een demonstratief systeem ontwikkeld om de effecten van temperatuur- en luchtdrukverschillen te onderzoeken.

Met behulp van computersimulatie, met name met simpele grafische simulatiesystemen zoals SPICE of MATLAB/SIMULINK, kan men het Celsius-schaalsysteem met specifieke temperatuurrelaties beoordelen. In deze demo-modes is het niet nodig om geld in te zetten; de enige kosten zijn voor computertijd en apparaten.

Overeenkomsten tussen verschillende optie

De toepassing van Celsius kan worden vergeleken met andere temperaturen zoals Kelvin en Rankine, waarbij de absolute temperatuur ten slotte het belangrijkste is. Elk type schaalsysteem maakt gebruik van een op zichzelf staande afstandseenheid in termen van een basis-eenheid; hierin bestaat een sterke overeenkomst tussen Celsius en Fahrenheit.

De onderlinge relaties tussen de verschillende optie, zoals Kelvin of Rankine, kunnen gemakkelijk worden vastgesteld. Deze temperaturen hebben allemaal de eigenschappen die nodig zijn om de thermische toestanden van water te meten.

Nadelen van het Celsius-schaalstelsel

Als één nadeel werd vaak aan Celsius genoemd dat het gebruikte interval minder handig is voor niet-matthewschematische berekeningen dan Fahrenheit of Réaumur. Deze kritiek berust op de afstandseenheid, aangezien het niet eenvoudiger is om door meerdere intervallen te lopen bij Celsius.

De beperkte schaalbeperkingen van Fahrenheit werden in 1867 ten volle vermeld toen Olof Swartz vaststelde dat water boven de temperatuur van -15,3°C niet meer kan smelten. Tegelijkertijd stelt Swartz vast dat deze nul voor het kookpunt is bepalen.

Misverstanden of fabels

Eén misvatting werd vaak gepropageerd: Celsius zou de zwaarste temperatuur hebben omgekeerden te geven, terwijl hij in werkelijkheid alleen de tegenovergestelde waarde gaf aan het kookpunt. Verder is er een fabel dat Swartz stelde vast dat water boven -15,3°C niet zou kunnen smelten; dit wordt echter volledig ontkend.

Uitvoering en gebruiksvriendelijkheid

Het gebruik van Celsius vereist het ophalen van de thermometer met handen of elektronisch wisselen om een temperatuurwaarde vast te stellen. Een belangrijk nadeel hiervan is dat temperaturen die verder verwijderd liggen dan twintig graden, zoals in extreme omgevingen waar water vriest, niet direct kunnen worden uitgedrukt met de standaard Celsius-schaal.

Echter werd hierop het Fahrenheit-systeem ontwikkeld als alternatief. Het gebruik van één schaal voor elk type temperatuur (voorbeeld: koud en warm) zorgde ervoor dat gebruikers nu eenmaal ontslag van hun standaard instrumentarium moesten nemen om de gegeven waarden te converteren.

Risico’s en verantwoordelijkheid

Gebruik van het Celsius-schaalstelsel heeft eveneens zijn eigen risico’s. Bijvoorbeeld, bij extreme temperatuurverschillen kunnen er gevaarlijke situaties ontstaan wanneer apparaten opgetild of neergegooid worden.

Het gebruik van metingen die gebaseerd zijn op de Celsius-schaal kan gevolgen hebben voor menselijke gezondheid en veiligheid. Bij temperatuurveranderingen tussen twee punten waarbij het water bijvoorbeeld niet meer vriest, is er sprake van risico’s.

Samenvatting

Het Celsius-schaalsysteem is een standaardtempereerstelsel dat over de hele wereld wordt gebruikt. Het schaalstelsel werd in 1742 gepubliceerd door Anders Celsius en is gebaseerd op thermische eigenschappen van water.

Het principe werkt als volgt: wanneer je 0 tot +1°C komt, ga je een thermometer op met handen of elektronisch om de huidige temperatuur te bepalen. Daarnaast worden er verschillende varianten beschreven zoals het Rankine-voorschrift en het Fahrenheit-systeem.

Bovendien wordt er in de tekst stilgezet aan het gebruik van Celsius op terreinen buiten meteorologie, bijvoorbeeld elektronica. Het is duidelijk dat niet alleen technische toepassingen maar ook ecologische factoren onderzocht worden om temperatuur- en luchtdrukverschillen te meten.

Het feit dat er een internationale standaard tempereerstelsel bestaat, zoals Celsius in zijn verschenen vorm in 1989 door ITS, maakt het mogelijk voor organisaties en individuen over de hele wereld om gemakkelijk en betrouwbaar waarden te meten.