Skale temperatury

Celsjusz, Kelwin, Fahrenheit — i czym jest zero absolutne

Lekcja 2 Termodynamika • Klasa 7

Temperatura to pojęcie intuicyjne — każdy wie, co to „ciepło" i „zimno". Ale jak ją zmierzyć? Przez wieki uczeni próbowali stworzyć spójną skalę. Dziś korzystamy z trzech głównych: Celsjusza, Kelvina i Fahrenheita.

Historia skali temperatury

🇸🇪 Anders Celsius (1742) — szwedzki astronom. Pierwotnie zdefiniował 0°C jako temperaturę wrzenia wody, a 100°C jako topnienie lodu — czyli odwrotnie! Dopiero po jego śmierci skalę odwrócono do dzisiejszej postaci.
🇬🇧 Lord Kelvin (William Thomson, 1848) — brytyjski fizyk. Skalę zaczął od zera absolutnego. 1 K = 1°C, ale skala startuje od −273,15°C. Kelwin jest jednostką SI.
🇩🇪 Daniel Gabriel Fahrenheit (1724) — niemiecki fizyk. Jako 0°F przyjął najniższą temperaturę, jaką uzyskał mieszając lód z solą. 32°F = 0°C. Używana głównie w USA.

Wzory przeliczeniowe

📐 Przeliczanie temperatur

Celsjusz → Kelwin: T[K] = T[°C] + 273

Kelwin → Celsjusz: T[°C] = T[K] − 273

Fahrenheit (wzór informacyjnie): T[°F] = T[°C] × 9/5 + 32

⚠️ Zapamiętaj!

W fizyce obliczenia (np. dotyczące gazów) ZAWSZE wykonujemy w kelwinach [K]. Zamiana na kelwiny to PIERWSZA czynność w każdym zadaniu!

Przykłady — krok po kroku

Przykład 1. 20°C → kelwiny:

T = 20 + 273 = 293 K

Przykład 2. 300 K → stopnie Celsjusza:

T = 300 − 273 = 27°C

Przykład 3. 100°C → kelwiny (temp. wrzenia wody):

T = 100 + 273 = 373 K

Zero absolutne

🧊 Zero absolutne = 0 K = −273°C

To najniższa możliwa temperatura we Wszechświecie. W zerze absolutnym cząsteczki przestają się poruszać — nie ma żadnej energii kinetycznej. Nie można schłodzić niczego poniżej 0 K. To fizyczna granica.

🔬 Czy osiągnięto zero absolutne?

Nigdy w pełni. Najzimniejsze miejsca we Wszechświecie to laboratoria kwantowe — naukowcy schłodzili atomy do 0,000000001 K (miliardowa część kelwina!). Ale dokładnie 0 K pozostaje nieosiągalne — to zasada fizyki.

Punkty charakterystyczne na osi temperatury

🎯 Postęp

0 / 6

📝 Zadania treningowe

Zadanie 1

Ile kelwinów odpowiada 27°C?

Do rozwiązania

💡 Rozwiązanie

$$T[K] = T[°C] + 273 = 27 + 273 = 300\,K$$
Odpowiedź C.

Zadanie 2

Temperatura 0 K w skali Celsjusza to:

Do rozwiązania

💡 Rozwiązanie

$$T[°C] = T[K] - 273 = 0 - 273 = -273°C$$
Odpowiedź D. To zero absolutne — najniższa możliwa temperatura.

Zadanie 3

Woda wrze w 100°C. W kelwinach to:

Do rozwiązania

💡 Rozwiązanie

$$T = 100 + 273 = 373\,K$$
Odpowiedź C.

Zadanie 4

Temperatura 350 K w stopniach Celsjusza:

Do rozwiązania

💡 Rozwiązanie

$$T[°C] = 350 - 273 = 77°C$$
Odpowiedź C.

Zadanie 5

Zero absolutne to temperatura:

Do rozwiązania

💡 Rozwiązanie

Odpowiedź C. Zero absolutne to temperatura, w której cząsteczki teoretycznie przestałyby się poruszać — fundamentalna granica fizyczna.

Zadanie 6

Temperatura ciała człowieka wynosi 36,6°C. W kelwinach:

Do rozwiązania

💡 Rozwiązanie

$$T = 36{,}6 + 273 = 309{,}6\,K$$
Odpowiedź C.

Gotowe? Idź dalej!

Następna lekcja: I zasada termodynamiki — energia wewnętrzna, ciepło i praca.

Następny krok: I zasada termodynamiki