物理基礎 / 熱とエネルギー

セルシウス温度と絶対温度

★ 基礎温度絶対温度

問題

セルシウス温度で $27^{\circ} C$ は、絶対温度では何 $K$ か。また、絶対温度 $300 K$ はセルシウス温度で何 $^{\circ} C$ か。

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絶対温度とセルシウス温度は、1 目盛りの大きさは同じで、ゼロの位置が違うだけ。273 を足すか引くかで変換できる。

解答・解説

絶対温度[K]=セルシウス温度[℃]+273。目盛りの幅は同じで、0 点が 273 ずれているだけ。

⓪ 発想 — どう考え始めるか。 絶対温度(単位 $K$ 、ケルビン)とセルシウス温度(単位 $^{\circ} C$ )は、 $1$ 目盛りの大きさが同じで、ゼロの位置だけが違う。

セ氏 $0^{\circ} C$ (氷が溶ける温度)が絶対温度では $273 K$ 。だから $273$ を足すか引くかで行き来できる。

セ氏と絶対温度は目盛り幅が同じで 273 ずれているだけ。27℃ の真下が 300 K

公式絶対温度

T [K] = t [^{\circ} C] + 273

① ℃ → K。

$27 + 273 = 300 K$

② K → ℃。

$300 - 273 = 27^{\circ} C$

まとめ 絶対温度の $0 K$ (絶対零度、約 $- 273^{\circ} C$ )は、それ以上下げられない最低の温度。物体を作る粒子の熱運動がほぼ止まる温度だ。温度差(何度上がったか)を考えるときは、 $^{\circ} C$ でも $K$ でも同じ値になる(目盛り幅が同じだから)。

答

$27^{\circ} C = 300 K$ 、 $300 K = 27^{\circ} C$

数直線で見るルート(苦手な人向け)。 2 本の目盛りを並べて描くと一目でわかる。上にセ氏( $- 273, 0, 27, 100$ )、下に絶対温度( $0, 273, 300, 373$ )。同じ位置がそのまま対応する。

$27^{\circ} C$ の真下は $300 K$ 。目盛りがずれているだけで、伸び縮みはしていない。