เซลเซียส เป็น เคลวิน เครื่องแปลง
นักศึกษาฟิสิกส์ปริญญาตรีที่จุฬาฯ จบโจทย์ Set ที่สองของ Thermodynamics บวก 273.15 ทุกอุณหภูมิเซลเซียสในตำราก่อนแทนเข้ากฎ Ideal Gas เพราะเคลวินเป็นหน่วยอุณหภูมิเดียวที่สมการรับ การแปลงเซลเซียส-เคลวินเป็นการแปลงม้างานของวิทยาศาสตร์กายภาพทั้งหมด — ทุกการคำนวณ Gas Law, ทุกการคำนวณ Entropy, ทุกโจทย์ Thermal Radiation, ทุกงานวิจัยดาราศาสตร์ขึ้นอยู่กับสเกลสัมบูรณ์ที่ Lord Kelvin เสนอปี 1848 ต่างจากเซลเซียส-ฟาเรนไฮต์ สูตรเซลเซียส-เคลวินเป็นการบวกง่าย ๆ ไม่มี Scaling: K = C + 273.15 สองสเกลใช้ขนาดองศาเดียวกันเพราะเคลวินถูกนิยามจงใจให้ใช้เพิ่ม Celsius และต่างกันแค่ตำแหน่งจุดศูนย์ — เซลเซียสที่จุดเยือกของน้ำ, เคลวินที่อุณหภูมิเย็นสุดสัมบูรณ์ที่ทฤษฎีการเคลื่อนที่โมเลกุลหยุด
เครื่องคำนวณ
(1 × 1) + 273.15 = 274.1500
Formula
บวก 273.15 กับเซลเซียสเพื่อได้เคลวิน ดังนั้น 0°C = 273.15 K, 100°C = 373.15 K, และ Absolute Zero = 0 K พอดี (เท่ากับ -273.15°C) สำหรับการใช้ประจำวันส่วนใหญ่ Offset ปัดเป็น 273 ทำให้คณิตศาสตร์ง่ายขึ้นเสียความแม่นยำประมาณ 1 ส่วนใน 1000 หมายเหตุเคลวินไม่ใช้สัญลักษณ์องศา — เขียน 273 K ไม่ใช่ 273°K — เพราะเคลวินไม่ใช่สเกลสัมพัทธ์แต่เป็นสัมบูรณ์ คนใช้บ่อยจำว่าอุณหภูมิห้องใกล้ 20°C = 293.15 K, อุณหภูมิร่างกาย 37°C = 310.15 K, และน้ำเดือด 100°C = 373.15 K
Where You'll Use This
การคำนวณ Physical Chemistry เป็นการใช้งานวิชาชีพหลักของการแปลงนี้ Ideal Gas Law (PV = nRT) และทุกสมการอื่นที่ได้จาก Kinetic Theory ต้องการอุณหภูมิสัมบูรณ์ การวัดในห้องแล็บที่ทำเป็นเซลเซียสต้องแปลงเป็นเคลวินก่อนแทนเข้าสูตร การออกแบบกระบวนการ Thermodynamic ในวิศวกรรมเคมี — Heat Exchanger, Distillation Column, Refrigeration Cycle — ใช้เคลวินตลอด Pipeline การคำนวณ ดาราศาสตร์ใช้เคลวินเอกสิทธิ์เพราะอุณหภูมิพื้นผิวดาวแปรจากไม่กี่พันเคลวิน (Red Dwarf) ถึงหลายหมื่นเคลวิน (Blue Giant) และเทียบเท่าเซลเซียสเป็นเลขลบใหญ่ไม่มีประโยชน์ที่ปลายเย็นและไม่สะดวกที่ปลายร้อน ห้องแล็บ Cryogenics ที่ทำงานกับ Liquid Nitrogen (77 K), Liquid Helium (4.2 K), และ Superconducting Magnet ใช้เคลวินเป็นหน่วยทำงานเพราะอุณหภูมิเป้าหมายอยู่ภายใน 100 องศาของ Absolute Zero แม้ Color Temperature ในการถ่ายภาพและไฟเวที (Warm White ที่ 2700 K, Daylight ที่ 5500 K) ใช้เคลวินเป็นตัวบรรยายมาตรฐาน
Reference Table
| จาก (เซลเซียส) | เป็น (เคลวิน) |
|---|---|
| -273 | 0.15 |
| -200 | 73.15 |
| -100 | 173.15 |
| -50 | 223.15 |
| -40 | 233.15 |
| -20 | 253.15 |
| 0 | 273.15 |
| 5 | 278.15 |
| 10 | 283.15 |
| 20 | 293.15 |
| 25 | 298.15 |
| 37 | 310.15 |
| 50 | 323.15 |
| 75 | 348.15 |
| 100 | 373.15 |
| 150 | 423.15 |
| 200 | 473.15 |
| 300 | 573.15 |
| 500 | 773.15 |
| 750 | 1023.15 |
| 1000 | 1273.15 |
| 1500 | 1773.15 |
| 2000 | 2273.15 |
| 3000 | 3273.15 |
| 5000 | 5273.15 |
A Bit of History
William Thomson หรือต่อมาคือ Lord Kelvin เสนอสเกลอุณหภูมิสัมบูรณ์ปี 1848 เป็นส่วนหนึ่งของงานเกี่ยวกับ Carnot Thermodynamic Cycle ตระหนักว่ากฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ Implies อุณหภูมิศูนย์จริงที่สสารใดไม่สามารถลงต่ำกว่าได้ Offset 273.15 ระหว่างเซลเซียสศูนย์และ Absolute Zero ถูกกำหนดทดลองในทศวรรษต่อมาโดย Extrapolate Curve ความดันก๊าซต่ออุณหภูมิไปที่ความดันศูนย์ ตัวเลขสมัยใหม่ตรึงด้วยความแม่นยำสูงโดยการ Revision SI ปี 2019 ที่กำหนด Boltzmann Constant เคลวินกลายเป็นหนึ่งในเจ็ดหน่วยฐาน SI ปี 1960 และเป็นหน่วยอุณหภูมิวิทยาศาสตร์มาตรฐานตั้งแต่นั้น แม้เซลเซียสยังคงครองการใช้งานอากาศและทำอาหารประจำวัน
FAQ
0°C เท่ากับกี่ Kelvin?
0°C = 273.15 K — จุดเยือกแข็งของน้ำในหน่วยอุณหภูมิสัมบูรณ์ เทียบเท่า 273.15 K คือเส้นฐานเหนือซึ่งน้ำเหลวอยู่ร่วมกับน้ำแข็งที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน
แปลงเซลเซียสเป็น Kelvin ยังไง?
บวก 273.15 กับค่าเซลเซียส 25°C (อุณหภูมิห้อง) กลายเป็น 298.15 K การแปลงเป็น Offset ง่าย ๆ เพราะทั้งสองสเกลใช้องศาขนาดเดียวกัน — เคลวินแค่ Shift ศูนย์ลงไป Absolute Zero
ทำไม Kelvin ไม่มีสัญลักษณ์องศา?
เพราะเคลวินเป็นสเกลสัมบูรณ์วัดจาก Absolute Zero ไม่ใช่สเกลสัมพัทธ์วัดจาก Reference สุ่ม วิทยาศาสตร์เขียน 273 K ไม่ใช่ 273°K แยกจาก Celsius และ Fahrenheit การละสัญลักษณ์องศาเป็นสัญญาณ Typographical ว่านี่คือหน่วยฐาน SI
Absolute Zero ใน Kelvin คือเท่าไหร่?
Absolute Zero = 0 K (Zero Kelvin) หรือเทียบเท่า -273.15°C ที่อุณหภูมินี้การเคลื่อนที่โมเลกุลคลาสสิกหยุดในทฤษฎี ระบบจริงเข้าใกล้แต่ไม่เคยถึง Absolute Zero — สถิติห้องแล็บปัจจุบันอยู่ในช่วง Picokelvin ไม่กี่ Trillionth องศาเหนือศูนย์