いろいろな温度

前回は温度と熱について説明しましたが,今回は温度についてもっと詳しく見ていきましょう!

温度は原子・分子の熱運動の激しさを数値で表現したものだったわけですが,一口に「数値で表す」と言っても,実はいろいろな表し方があるのです!

ここではよく使う温度に絞って紹介したいと思います。

 

 

①セルシウス温度(摂氏温度,℃) 

まず,もっとも馴染み深い温度はセルシウス温度(摂氏温度)でしょう!

もしかするとセルシウス温度という名前を初めて聞くという人もいるかもですが,「℃」を単位として測る温度です。

そう,気温などを表すときにいつも使ってるやつですね。

これは,セルシウス氏が,水の状態変化を基準に決めた温度です。

具体的には氷が溶ける温度を0℃,水が沸騰する温度を100℃と決めたものです。

 

 

②ファーレンハイト温度(華氏温度,℉)

次によく使われれている温度としては,「℉」を単位として測る,ファーレンハイト温度(華氏温度)があります。

そんなの聞いたことないぞ! いったいどこでよく使われているんだ!

という声が聞こえてきそうですが(笑),主にアメリカで気温を表すのによく使われています。

氷が溶ける温度を32℉,沸騰する温度を212℉とした温度らしいですが,数字も中途半端だし,イマイチよくわからない…(・・;)

 

基準となる数字が中途半端なのは諸説あるようですが,ファーレンハイト温度をを用いる一つのメリットは,気温を表すとき,ほとんどマイナスを用いずに済むことです。

たしかに,セルシウス温度だと寒い地域では0℃を下回ることも普通なので,そういう意味では使いやすいのかもしれません。。。

 

③熱力学温度(絶対温度,K) 

くどいようですが,温度とは原子や分子の熱運動の激しさで決まります。

物体をどんどん冷やしていくと,熱運動もどんどん鈍くなってきます。

それでも冷やし続けていくと,最終的に熱運動は止まってしまいます。

(※完全には止まらないが,今は気にしなくてよい)

 

温度が熱運動で決まる以上,熱運動が止まったらそれ以上温度は下がりません。 

そこで,物体を構成する原子や分子の熱運動が停止する温度を0とし,それにセルシウス温度と同じ目盛りを振ってつくった温度を「熱力学温度(絶対温度)」と言います。

単位はK(ケルビン)で表します。

 

0Kはセルシウス温度で表すと−273℃で,この温度は絶対零度とも呼ばれます。

これ以上温度が下がらない,という意味を込めての「絶対」です。

ちなみに温度は下限はあるのに上限はありません。

 

さて,熱力学温度は熱運動という温度の本質に基づいてつくられた温度なので,今後物理ではよく使うことになります。

しかし,万能というわけではなくて,日常生活で使うには数字が大きくてわかりにくいです。(たとえば27℃は熱力学温度では300Kといった具合)

 

そういう事情もあって,我々は熱力学温度と使い慣れたセルシウス温度を使い分けることを余儀なくされます。

幸い,熱力学温度とセルシウス温度は目盛りは同じなので,同じ温度を℃とKで表すと,2つの数値には単純に273だけ差があります。 

つまり,℃をKに直すときには273を足せばよいし,Kを℃に直すときには273を引けばそれで完了です。

この温度の変換はよく使うので覚えてください!

 

今回のまとめノート

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次回予告 

 次回は熱と温度の関係について学びましょう! 

www.yukimura-physics.com