Stupeň Celsia

Rozbalit box

Obsah boxu

Stupeň Celsia (značka °C), často označovaný také jako Celsiův stupeň, je jednotka teploty pojmenovaná po švédském astronomovi Andersi Celsiovi. Jedná se o odvozenou jednotku soustavy SI, která je definována ve vztahu k Kelvinově absolutní stupnici. Rozdíl jednoho stupně Celsia je roven jednomu kelvinu (1 K), přičemž teplota 0 K (absolutní nula) odpovídá přesně −273,15 °C.

⏳ Historie

Anders Celsius (1701–1744) vytvořil svou teplotní stupnici v roce 1742. Původně však byla Celsiova stupnice obrácená oproti dnešnímu pojetí: Anders Celsius stanovil 100 °C pro teplotu tání ledu a 0 °C pro teplotu varu vody při normálním atmosférickém tlaku. Tuto inverzi provedl pravděpodobně proto, aby se vyhnul záporným hodnotám při běžných měřeních teplot.

Záhy po Celsiově smrti, nezávisle na sobě, otočili stupnici do dnešní podoby dva vědci: Jean-Pierre Christin v roce 1743 a Carl Linné (Carl von Linné) v roce 1744 (některé zdroje uvádějí rok 1747 pro Linného návrh). Tím se bod tání čisté vody ustálil na 0 °C a bod varu na 100 °C, což se stalo široce přijímanou konvencí.

V polovině 20. století, konkrétně v roce 1948, byla definice stupně Celsia zpřesněna navázáním na absolutní nula (0 K), které bylo přiřazeno −273,15 °C. Další zpřesnění nastalo v roce 1954, kdy byla teplota trojného bodu čisté vody definována jako 0,01 °C (273,16 K). S velkým zpřesněním definic základních jednotek soustavy SI v roce 2019 byla definice kelvinu i stupně Celsia opuštěna od vlastností vody ve prospěch Boltzmannovy konstanty, která byla zafixována na hodnotu 1,380649×10⁻²³ J/K. Převodní vztah mezi Celsiovou a termodynamickou stupnicí se však zachoval.

🌡️ Definice a princip

Stupeň Celsia je jednotka teploty, která je odvozenou jednotkou soustavy SI. Její definice je dnes přímo svázána s kelvinem, základní jednotkou termodynamické teploty. Jeden stupeň Celsia představuje stejný teplotní rozdíl jako jeden kelvin.

Klíčové body definice:

• Absolutní nula: Teplota 0 K je definována jako −273,15 °C. Jedná se o nejnižší teoreticky dosažitelnou teplotu, při které ustává veškerý pohyb částic na atomární úrovni.
• Trojný bod vody: Teplota 0,01 °C je definována jako trojný bod čisté vody, což odpovídá 273,16 K.

Celsiova stupnice je proto posunutá Kelvinovou stupnicí o 273,15 K.

🔄 Převody na jiné stupnice

Stupeň Celsia je nejrozšířenější teplotní stupnice na světě pro běžné použití. Pro vědecké a technické výpočty se často používá Kelvinova stupnice. V některých zemích, zejména ve USA, se stále používá Fahrenheitova stupnice.

• Převod na Kelvinovu stupnici (K):

 * T(K) = T(°C) + 273,15
 * Kde T(K) je teplota v kelvinech a T(°C) je teplota ve stupních Celsia.
 * Příklad: 0 °C = 273,15 K; 100 °C = 373,15 K.

• Převod na Fahrenheitovu stupnici (°F):

 * T(°F) = T(°C) × 9/5 + 32
 * Kde T(°F) je teplota ve stupních Fahrenheita a T(°C) je teplota ve stupních Celsia.
 * Příklad: 20 °C = 68 °F.
 * Opačný převod: T(°C) = (T(°F) - 32) × 5/9

• Převod na Réaumurovu stupnici (°R):

 * T(°C) = T(°R) × 5/4
 * Kde T(°C) je teplota ve stupních Celsia a T(°R) je teplota ve stupních Réaumura.
 * Opačný převod: T(°R) = T(°C) × 4/5

• Převod na Rankinovu stupnici (°Ra):

 * T(°C) = T(°Ra) / 1.8 − 273.15
 * Kde T(°C) je teplota ve stupních Celsia a T(°Ra) je teplota ve stupních Rankina.
 * Opačný převod: T(°Ra) = (T(°C) + 273.15) × 1.8

🌍 Globální použití

Stupeň Celsia je celosvětově nejpoužívanější teplotní stupnice pro každodenní účely, vědecké studie, meteorologické předpovědi a většinu technických aplikací. Je standardem ve všech zemích, které přijaly soustavu SI, s výjimkou několika málo států.

K prosinci 2025 se Fahrenheitova stupnice oficiálně používá primárně ve USA a v přidružených územích, jako jsou Portoriko, Guam, Belize, Kajmanské ostrovy a Libérie. Kanada používá Celsiovu stupnici, ale Fahrenheitova stupnice se zde stále částečně vyskytuje.

V souvislosti s globální změnou klimatu se často hovoří o cíli udržet globální oteplování pod hranicí 1,5 °C oproti předindustriální úrovni. Podle studií z června 2025 zbývají při současném tempu emisí přibližně tři roky, než lidstvo vyčerpá tzv. uhlíkový rozpočet pro dosažení tohoto limitu. Průměrné globální teploty v letech 2015 až 2024 byly již o zhruba 1,24 °C vyšší než před průmyslovou revolucí, přičemž téměř celé toto oteplení je přisuzováno lidské činnosti.

💡 Zajímavosti a kuriozity

• Původní název: Před oficiálním pojmenováním po Celsiovi v roce 1948 se Celsiova stupnice často nazývala centigrádní stupnice (z latinského centum – sto), protože interval mezi body tání a varu vody je rozdělen na 100 dílků.
• Zápis symbolu: Pro stupeň Celsia existuje samostatný Unicode symbol „℃“ (U+2103). Běžně se však zapisuje jako kombinace symbolu stupně (°) a písmene C (např. 25 °C). Podle pravidel českého pravopisu by měla být mezi číselnou hodnotou a značkou jednotky mezera, stejně jako u většiny ostatních fyzikálních jednotek.
• Absolutní nula: Teplota −273,15 °C je známá jako absolutní nula, což je teoreticky nejnižší možná teplota, při které by se zastavil veškerý pohyb částic.
• Shoda s Fahrenheitem: Zajímavým faktem je, že teplota −40 °C je shodná s −40 °F.

🧑‍🏫 Pro laiky

Představte si teploměr jako pravítko pro měření teploty. Na tomto pravítku má Celsiova stupnice dva velmi důležité body:

• Bod 0 °C je tam, kde voda zamrzá a mění se v led. To si můžete představit jako bod mrazu.
• Bod 100 °C je tam, kde voda vře a mění se v páru. To je bod varu.

Mezi těmito dvěma body je stupnice rozdělena na 100 stejných dílků. Každý tento dílek je jeden stupeň Celsia. Takže když je 10 °C, je chladno, ale ne mráz. Když je 25 °C, je příjemně teplo, ideální na koupání. A když je 35 °C, je velké horko, jako v létě.

Kromě Celsiovy stupnice existují i jiné "pravítka" na měření teploty, například Fahrenheitova stupnice (používaná hlavně v USA) nebo Kelvinova stupnice (používaná ve vědě). Ale pro náš každodenní život je Celsiova stupnice ta nejpohodlnější a nejpoužívanější.