温度尺度：摂氏、華氏、ケルビン、ランキン

温度は、それを構成する粒子の内部運動を表す物質の特性です。 それを測定するために使用される機器は温度計です。

今日最も一般的に使用されている温度尺度は次のとおりです。

• 摂氏または摂氏スケール（ºC）
• 華氏スケール（ºF）
• ケルビンスケール（K）

4番目のスケールであるランキンスケールがありますが、これは使用されていません。 各スケールは、測定の範囲と程度を定義するのに役立つ特定の現象または固定点に基づいています。 たとえば、摂氏スケールは水の融点と沸点から定義されました。

絶対零度は、記録できる最も冷たい温度です。 これは、粒子の速度またはその運動エネルギーがゼロになる、つまり粒子が停止するために発生します。

さまざまなスケールでの絶対零度の同等性は次のとおりです。

• 摂氏：-273ºC
• 華氏：-459.7ºF
• ケルビン：0K

華氏スケール

華氏尺度は、米国、リベリア、バハマなどで使用されている温度尺度です。 その記号は°Fで、華氏で読み取られます。

物理学者のダニエル・ファーレンハイト（1686-1736）は、1724年に彼の名前を冠したスケールについて説明しました。 これは、水が凍結する温度（32ºF）と水が沸騰する温度（212ºF）の2つの固定点に基づいています。 これらの2つのポイントの差は180度であるため、各度は1/180を表します。

もともと、華氏は3つの固定点を使用してスケールを作成しました。最高点は人体の温度（96ºF）であり、 中間点は氷と水の混合物の温度（32ºF）であり、最低点は等量の氷、塩、および 水（0ºF）。

華氏を摂氏から変換するには、次の式を使用します。

華氏での温度=（摂氏での9/5の温度）+ 32

つまり、華氏で表した温度は、摂氏で表した温度の5分の9に32を加えたものに等しくなります。 たとえば、室温を23ºCからºFに変換する場合は、次のようにします。

TºF=9/5x（23ºC）+ 32 = 41.4 +32=73.4ºF。

したがって、23ºCは73.4ºFに相当します。 華氏スケールと摂氏スケールは-40ºで交差します。つまり、-40ºCは-40ºFに等しくなります。

摂氏または摂氏スケール

摂氏スケールは、世界中で最も広く使用されている温度スケールです。 その記号はºCで、摂氏または摂氏で読み取られます。

1742年、スウェーデンの天文学者アンデルスセルシウス（1701-1744）は、彼のスケールを作成するために2つの不動点を提案しました。 温度：氷の融点は0℃を表し、水の沸点は100になります °C

摂氏スケールとケルビンスケールは、次の式で関連付けられます。

摂氏温度（ºC）=ケルビン温度（K）-273.15

たとえば、300Kを摂氏に変換したいとします。 これを行うには、300Kから273.15を引きます。

TºC=300K-273.15=26.85ºC

つまり、300Kは26.85ºCです。

ケルビンスケール

ケルビンは、国際システムの温度の単位であり、科学の文脈で最も使用されています。 その記号はKで、ケルビンと読みます。 たとえば、太陽のコロナの温度は100万ケルビンですが、太陽の内部の温度は1,000万ケルビンです。

ケルビンを定義するには、水の三重点が、液体、固体、気体の3つの状態で水を見つけることができる点であることを知る必要があります。

この温度は、1954年に国際協定によって273.16Kとして確立されました。 したがって、ケルビンは、水の三重点の熱力学的温度の1/273.16の割合として定義されます。

ケルビンスケールは、特定の材料の動作ではなく、熱力学的原理に基づく唯一のスケールです。

ケルビン卿として知られるウィリアム・トムソン（1824-1907）は、熱力学的用語で絶対温度の概念を開拓しました。 彼は、絶対温度の概念はいかなる特性にも結び付けられるべきではないと主張しました 特定の物質の、そしてその温度は物理量でなければなりません 測定可能。

ランキン度

ランキン度は熱力学的温度であり、記号はºRで、ランキン度が読み取られます。 この名前は、1859年に提案したエンジニア兼物理学者のウィリアムランキンによって付けられました。

ランキン度は華氏のような度を使用しますが、ケルビンの目盛りのように絶対零度から測定されます。 このスケールは現在非推奨です。

温度スケール間の変換式

各温度スケール間の関係がわかっているので、次の式に従って対応する変換を行うことができます。

開始ºC	Kから	華氏から	ºRから
ºCで	-	TC= TK-273.15	TC= 5/9（TF-32)	TC= 5 / 9TR-273.15
K	T \K= Tc +273	-	TK= 5/9（TF+459.67)	TK= 5 / 9TR
°Fで	TF= 9 / 5TC +32	TF= 9 / 5TK-459.67	-	TF= TR-459.67
AºR	TR= 9 / 5TC+491.67	TR= 9 / 5TK	TR= TF+459.67	-

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参考文献

マチン、G。 （2017）第4章温度尺度：過去、現在、未来：1700-2050。 で：クーパーM、グロズラーJ。 正確な寸法1791年から2018年までのユニットの歴史。 IOPパブリッシング

温度および温度測定スケール。 In：Slavat、J（ディレクター）（1988）Salvat Encyclopedia of Science andTechnology-volume13。 Salvat編集者。 バルセロナ、スペイン。

Zayn、S。 （2021）熱力学と統計力学。 IOPパブリッシング。