GuideUna breve storia delle scale di temperatura
Una breve storia delle scale di temperatura
Dai primi termoscopi a Celsius, Fahrenheit, Kelvin e Newton: come si sono evolute le scale di temperatura e perché nei convertitori compaiono ancora scale multiple.
By the Units Converters editorial team · Voyager Tecnologias LTDA
Prima dei gradi standard
I primi termoscopi mostravano l'espansione dell'aria o del liquido con il calore ma mancavano di scale numeriche condivise. Senza punti fermi concordati tra le città, una lettura non potrebbe viaggiare con una lettera o un articolo scientifico. La riproducibilità, e non la comodità, ha spinto i produttori di strumenti verso punti di riferimento condivisi.
I produttori di strumenti iniziarono a segnare punti fissi come lo scioglimento del ghiaccio, l'ebollizione dell'acqua o la temperatura del corpo umano. La scelta dei punti fissi e di quanti gradi posizionare tra di essi ha creato scale concorrenti. Anche la direzione della numerazione (la cui estremità era zero) variava prima che si stabilissero le convenzioni.
Questa competizione storica spiega perché i convertitori elencano ancora le scale che la maggior parte delle persone non usa mai quotidianamente: fanno parte della documentazione scientifica e occasionalmente compaiono in testi più antichi. Incontrare una scala sconosciuta in un archivio è meno intimidatorio quando sai che di solito è solo un'altra mappatura affine a Kelvin.
La scala pratica di Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit produsse termometri a mercurio affidabili all'inizio del XVIII secolo e una scala che collocava il clima familiare e la temperatura corporea in numeri convenienti. L'acqua congelata a 32 e bollente a 212 diede 180 divisioni tra questi punti. Quei numeri erano scelte ingegneristiche tanto quanto scientifiche.
La scala Fahrenheit si è diffusa con il commercio di strumenti e rimane radicata nella cultura meteorologica statunitense e in alcune pratiche industriali. La sua dimensione in gradi è inferiore a quella Celsius, che può sembrare più granulare per i discorsi meteorologici di tutti i giorni. Questa presa culturale è il motivo per cui le previsioni su doppia scala rimangono utili per il pubblico internazionale.
Il Fahrenheit moderno è definito dalla conversione esatta in Celsius/Kelvin piuttosto che dagli esperimenti di riferimento originali di Fahrenheit: la metrologia è andata avanti, il nome è rimasto. Quando ti converti oggi, stai usando la definizione moderna, non ricostruendo gli esperimenti sulla salamoia del diciottesimo secolo.
Celsius e centigradi
Anders Celsius ha proposto una scala di cento gradi tra i punti di congelamento e di ebollizione dell’acqua. L'orientamento moderno (0 al congelamento, 100 all'ebollizione) è diventato la scala metrica della temperatura quotidiana.
La parola centigrado storicamente descriveva una scala di cento gradi; oggi Celsius è il nome preferito nella comunicazione scientifica, legato formalmente a Kelvin.
Celsius ha conquistato il bollettino meteorologico internazionale, la cucina fuori dagli Stati Uniti e gran parte della formazione in ingegneria. Il suo allineamento con la dimensione dei gradi Kelvin rende ordinata la conversione scientifica.
Kelvin e temperatura assoluta
William Thomson (Lord Kelvin) ha avanzato la temperatura termodinamica assoluta. Il Kelvin inizia dallo zero assoluto e utilizza la stessa dimensione in gradi di Celsius. Le equazioni del comportamento dei gas e la meccanica statistica preferiscono le scale assolute perché i rapporti e i valori assoluti si comportano in modo pulito senza scostamenti arbitrari.
SI definisce il kelvin tramite costanti fondamentali nella metrologia moderna, completando un viaggio dai bagni di ghiaccio agli standard quantistici. Gli utenti di tutti i giorni si convertono ancora in Celsius per intuizione. I notebook di laboratorio dovrebbero comunque registrare la scala emessa dal firmware di un sensore: le ipotesi in questo caso causano distorsioni di più gradi.
Letture Celsius negative sono normali; i valori Kelvin negativi non vengono utilizzati per le normali temperature termodinamiche. Le stranezze storiche e gli errori della scienza popolare a volte confondono questo punto. Se una conversione produce un valore Kelvin negativo da un percorso di input Celsius plausibile, l'implementazione è sbagliata.
Newton e altre scale storiche
Isaac Newton ha sperimentato una scala di temperatura basata su materiali che si raffreddano liberamente e altri riferimenti. La scala Newton appare in alcuni convertitori come una curiosità storica con uno zero vicino allo zero e un conteggio dei gradi inferiore all'ebollizione.
Anche Réaumur, Rankine, Delisle e altri hanno lasciato tracce negli archivi e nei domini specializzati dell'ingegneria (Rankine appare ancora in alcuni insegnamenti termodinamici statunitensi come una scala assoluta delle dimensioni di Fahrenheit).
Sapere che esistono queste scale aiuta quando si leggono documenti più vecchi, ma per i nuovi lavori, preferisci Celsius per la comunicazione e Kelvin per le quantità termodinamiche assolute.
Cosa insegna la storia ai convertitori
La conversione della temperatura è affine perché gli zeri sono stati scelti per comodità. Le unità di lunghezza raramente necessitano di offset; la temperatura corrisponde quasi sempre a gradi Celsius e Fahrenheit.
Documento sulla scala utilizzata da un set di dati. I dati meteorologici storici potrebbero richiedere metadati delle stazioni e persino una ricostruzione in scala prima del confronto con le moderne serie Celsius.
Quando vedi la temperatura di Newton accanto alla forza di Newton in un elenco di unità, leggi attentamente l'etichetta della quantità: le collisioni tra i nomi sono un incidente storico. I buoni convertitori raggruppano prima per quantità, quindi un Newton di temperatura non si trova mai accanto a un Newton di forza in un modo che inviti a fare clic sullo strumento sbagliato.
Convertitori correlati
Domande frequenti
Perché usiamo ancora Fahrenheit se Celsius è internazionale?
Inerzia culturale e infrastrutturale. I servizi meteorologici, i termostati e le aspettative del pubblico in alcuni paesi rimangono basati su Fahrenheit. La scienza e la maggior parte dei paesi utilizzano Celsius o Kelvin.
Kelvin si scrive con il simbolo del grado?
No. Lo stile moderno scrive 300 K senza il simbolo del grado, a differenza di °C e °F. L'unità è il Kelvin.
A cosa serve oggi la scala della temperatura di Newton?
Quasi nulla nella pratica quotidiana. Appare principalmente nelle discussioni storiche e nei convertitori completi. Usa Celsius o Kelvin per nuovi lavori scientifici.