この記事では、物理学における温度とは何か、温度の単位とは何か、異なる単位間で温度値を変換する方法について学びます。さらに、オンライン計算機を使用して、異なる温度スケール間で変換することができます。
温度とは何ですか?
物理学では、温度は物体の内部エネルギーを測定するスカラー量として定義されます。より正確には、物体の温度は粒子の運動量を示します。したがって、系の温度が高くなるほど、その粒子の振動は大きくなります。
したがって、物体の温度が高いとき、つまり粒子がより速く移動しているとき、物体は熱いと言われます。一方、物体の温度が低いときは冷たいので、粒子の動きがほとんどありません。
多くの特性が温度に依存するため、温度は材料のさまざまな特性を変更できる物理量です。体積、圧力、溶解度、電気伝導率など。
論理的には、熱力学は熱伝達と熱エネルギーの利用方法を研究する物理学の分野であるため、温度の概念は熱力学にとって非常に重要です。
温度単位
最も一般的に使用される 3 つの温度単位は次のとおりです。
- 摂氏温度– 水の融解温度と沸騰温度に基づく単位で、それぞれ 0 °C と 100 °C です。
- 華氏: アングロサクソン起源のほとんどの国で使用される温度の単位。華氏 1.8 度は摂氏 1 度に相当します。
- ケルビン: 温度の単位で、そのゼロは絶対零度の温度に対応します。国際単位系 (SI) の温度単位です。 1 ケルビン スケール単位は摂氏 1 度に相当します。
➤以下の計算機を使用して、さまざまな温度単位を変換できます。
一方、温度単位は、絶対零度の温度に使用する基準値に基づいて分類できます。
- 絶対温度単位: 温度の絶対零度を目盛の零点とします。たとえばケルビンスケール。
- 相対温度単位: 目盛りのゼロ点は温度の絶対ゼロ点とは異なる点です。たとえば摂氏スケールです。
摂氏
摂氏(以前は摂氏と呼ばれていました) は、世界中の日常生活で最もよく使用されているスケールです。摂氏スケールの記号は ℃ です。
公式には摂氏と呼ぶべきではなくなりましたが、この名前は現在でも温度の値を示すために使用されています。ただし、受け入れられる名前は摂氏のみです。
ご想像のとおり、アンダース セルシウスという名前は、この物理学者の科学への貢献を称えて、この温度スケールに付けられました。
ケルビン
ケルビンは、国際単位系 (SI) の温度の単位です。したがって、ケルビン温度スケールは物理学と工学で最も広く使用されている単位です。
ケルビン スケールでは、絶対ゼロはスケールのゼロと一致します。したがって、温度が存在しない場合は 0 ケルビン (-273.15 °C) になります。
温度をケルビンで表すために使用される記号は大文字の K です (例: 300 K)。
華氏度
華氏スケールは、 1724 年に物理学者ダニエル ガブリエル ファーレンハイトによって発明され、ほとんどのアングロサクソン諸国とプエルトリコで最も広く使用されている温度の単位です。
温度を華氏で表す記号は °F です。たとえば、温度が華氏 75 度の場合は、75°F と書き込みます。
温度単位間の変換
温度スケールで表された温度値を別の温度単位に変換するには、次の表の式を使用する必要があります。
| 温度単位の変換 | 式 |
|---|---|
| 摂氏からケルビンまで | K = ℃ + 273.15 |
| ケルビンから摂氏まで | ℃ = K – 273.15 |
| 摂氏から華氏まで | °F = °C · 1.8 + 32 |
| 華氏から摂氏まで | ℃ = (°F – 32)/1.8 |
| ケルビンから華氏まで | °F = 1.8 · (K – 273.15) + 32 |
| 華氏からケルビンまで | K = (°F – 32)/1.8 + 273.15 |
2 つの異なる温度スケール間で温度を変換する方法について質問がある場合は、すぐ下のオンライン計算機を使用できます。
温度単位を変換するための計算機
異なる温度単位間の変換を容易にするために、次のオンライン コンバーターを使用して、異なる温度単位である摂氏、ケルビン、華氏、ランキン間で温度値を変換できます。
電卓を使用するには、入力した温度の単位を選択し、小数点としてドット (.) を使用してその値を書き込み、「変換」ボタンを押す必要があります。
温度はどのように測定されますか?
温度の定義と最もよく使われる温度単位を理解したら、次は体の温度を測定する方法を見てみましょう。
体の温度は、物体または物体の温度を測定するために特別に設計された機器である温度計で測定されます。
温度計の動作は、温度測定量の変化、つまり温度に依存する特性の変化に基づいています。たとえば、水銀体温計は体内の水銀の膨張に基づいて体温を測定するため、膨張が大きいほど体温は高くなります。
温度計にはさまざまな種類があり、それぞれ異なる方法で温度を測定することに注意してください。しかし、それらはすべて温度測定量の変化に基づいています。
温度と熱の違い
最後に、温度と熱の違いについて見ていきます。これらは密接に関連している 2 つの物理概念ですが、意味が異なります。
物理学において、熱とは、熱平衡状態にないときに、ある熱力学系から別の熱力学系に伝達される熱エネルギーのことです。より正確に言うと、熱は常に温度の高い物体から温度の低い物体へ流れます。前者の方が内部エネルギーが大きいためです。
したがって、物理学における温度と熱の違いは、温度は物体の熱エネルギーを測定する量であるのに対し、熱は物体から別の物体への熱エネルギーの伝達であるということです。