แปลงเซลเซียสเป็นเคลวิน
การแปลงองศาเซลเซียสเป็นเคลวินทำได้โดยบวก 273.15 พอดี เช่น 0 °C เท่ากับ 273.15 K, 25 °C เท่ากับ 298.15 K และ 100 °C เท่ากับ 373.15 K ทั้งสองสเกลมีขนาดของแต่ละหน่วยเท่ากัน จึงต่างกันเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น
1 องศาเซลเซียส = 274.15 เคลวิน
K = °C + 273.15
ทำไมงานวิทยาศาสตร์จึงใช้เคลวิน
เคลวินเป็นมาตราส่วนสัมบูรณ์ โดย 0 K คือศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งเป็นจุดที่ระบบมีพลังงานความร้อนต่ำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ กฎต่าง ๆ เช่นกฎของแก๊สอุดมคติ PV = nRT ใช้ได้เฉพาะกับอุณหภูมิสัมบูรณ์เท่านั้น การอุ่นอากาศจาก 20 °C เป็น 40 °C ไม่ได้ทำให้ความดันในถังปิดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เพราะในหน่วยเคลวินคือจาก 293.15 K เป็น 313.15 K ซึ่งเพิ่มขึ้นไม่ถึง 7% เล็กน้อย
แนวคิดนี้เริ่มจากวิลเลียม ทอมสัน ซึ่งต่อมาคือลอร์ดเคลวิน ผู้เสนอมาตราส่วนอุณหภูมิสัมบูรณ์ในปี 1848 วิชาเคมี ฟิสิกส์ ไครโอเจนิกส์ และดาราศาสตร์ล้วนใช้หน่วยนี้ รวมถึงสูตรใด ๆ ที่นำอุณหภูมิมาคูณหรือหาร
ตารางแปลง องศาเซลเซียส เป็น เคลวิน
ปัดเศษเป็นเลขนัยสำคัญหกหลัก หากต้องการค่าที่แม่นยำ ให้กรอกค่าใดก็ได้ในตัวแปลงด้านบน
| องศาเซลเซียส (°C) | เคลวิน (K) |
|---|---|
| -40 | 233.15 |
| -30 | 243.15 |
| -20 | 253.15 |
| -10 | 263.15 |
| -5 | 268.15 |
| 0 | 273.15 |
| 5 | 278.15 |
| 10 | 283.15 |
| 15 | 288.15 |
| 20 | 293.15 |
| 22 | 295.15 |
| 25 | 298.15 |
| 30 | 303.15 |
| 35 | 308.15 |
| 37 | 310.15 |
| 40 | 313.15 |
| 50 | 323.15 |
| 60 | 333.15 |
| 70 | 343.15 |
| 80 | 353.15 |
| 90 | 363.15 |
| 100 | 373.15 |
| เคลวิน (K) | องศาเซลเซียส (°C) |
|---|---|
| 0 | -273.15 |
| 50 | -223.15 |
| 100 | -173.15 |
| 200 | -73.15 |
| 250 | -23.15 |
| 260 | -13.15 |
| 270 | -3.15 |
| 273.15 | 0 |
| 280 | 6.85 |
| 290 | 16.85 |
| 293.15 | 20 |
| 300 | 26.85 |
| 310 | 36.85 |
| 320 | 46.85 |
| 350 | 76.85 |
| 373.15 | 100 |
| 400 | 126.85 |
| 500 | 226.85 |
| 600 | 326.85 |
| 800 | 526.85 |
| 1,000 | 726.85 |
| 1,500 | 1,226.85 |
วิธีแปลง องศาเซลเซียส เป็น เคลวิน
K = °C + 273.15
25 °C → 298.15 K
- เริ่มจากค่าที่เป็นหน่วย องศาเซลเซียส
- ใช้สูตร K = °C + 273.15 เนื่องจากสเกลอุณหภูมิแต่ละแบบมีจุดศูนย์ต่างกัน การคูณด้วยตัวเลขเดียวจึงไม่เพียงพอ
- ปัดเศษผลลัพธ์ตามความละเอียดที่งานต้องการ: ใช้จำนวนเต็มสำหรับการใช้งานทั่วไป และใช้ทศนิยมมากขึ้นสำหรับงานวิศวกรรมหรือสูตรอาหาร
นิยามของหน่วยเคลวิน
ตั้งแต่ปี 1954 มาตราส่วนนี้อ้างอิงกับจุดสามสถานะของน้ำ ซึ่งกำหนดไว้ที่ 273.16 K พอดี หรือ 0.01 °C หลังการปรับปรุงระบบ SI ในปี 2019 เคลวินถูกนิยามใหม่โดยกำหนดค่าคงที่โบลต์ซมันน์ไว้ที่ 1.380649 × 10⁻²³ J/K พอดี ส่วนมาตราเซลเซียสนิยามมาจากเคลวิน ค่าชดเชย 273.15 จึงเป็นค่าที่แน่นอนตามนิยาม
การประชุมในปี 1967 ยังเปลี่ยนชื่อและสัญลักษณ์ด้วย คือเรียกว่าเคลวิน เขียนเป็น K ไม่ใช่องศาเคลวินหรือ °K ให้เขียน 300 K ส่วนเซลเซียสยังมีเครื่องหมายองศา เช่น 26.85 °C
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
การปัดค่าชดเชยเป็น 273 ใช้ได้กับงานคร่าว ๆ แต่จะเกิดความคลาดเคลื่อน 0.15 K ซึ่งปรากฏในรายงานแล็บและคำตอบในตำรา อีกข้อผิดพลาดคือการแปลงผลต่างของอุณหภูมิ การเพิ่มขึ้น 10 °C คือเพิ่มขึ้น 10 K พอดี โดยไม่ต้องบวก 273.15 เพราะขนาดของหนึ่งองศาเท่ากัน
หากต้องการแปลงกลับ ให้ใช้ แปลงเคลวินเป็นเซลเซียส และหากเริ่มจากฟาเรนไฮต์ แปลงฟาเรนไฮต์เป็นเคลวิน จะจัดการขั้นตอนเพิ่มเติมให้
คำถามที่พบบ่อย
- อุณหภูมิห้องเท่ากับกี่เคลวิน
- ห้องที่อุณหภูมิ 20 °C เท่ากับ 293.15 K และที่ 22 °C เท่ากับ 295.15 K
- อุณหภูมิในหน่วยเคลวินติดลบได้หรือไม่
- ไม่ได้ เพราะ 0 K คือศูนย์สัมบูรณ์ อุณหภูมิจริงทุกค่าในหน่วยเคลวินจึงเป็นบวก แม้ค่าเซลเซียสที่ต่ำกว่าศูนย์จะพบได้ทั่วไป
- ทำไมจึงเป็น 273.15 ไม่ใช่ 273
- ศูนย์ของเซลเซียสถูกกำหนดให้ต่ำกว่าจุดสามสถานะของน้ำ 0.01 K ซึ่งนิยามไว้ที่ 273.16 K ทำให้ 0 °C เท่ากับ 273.15 K พอดี
- ควรเขียน °K หรือ K
- เขียน K เพราะเครื่องหมายองศาถูกตัดออกจากเคลวินในปี 1967 ดังนั้น 300 K จึงถูกต้อง ส่วน 300 °K เป็นรูปแบบเก่า
- ศูนย์สัมบูรณ์เท่ากับกี่องศาเซลเซียส
- ศูนย์สัมบูรณ์ 0 K เท่ากับ −273.15 °C