Wat is het Kelvin-systeem en hoe werkt Celsius in vergelijking?
Celsius en Kelvin zijn twee temperaturen die op een eerste blik misschien lijken op elkaar, maar toch hebben ze verschillende oorsprongen en toepassingsgebieden. Terwijl we met behulp van Celsius elke dag de temperatuur uit onze auto’s of thermostaten lezen, is het systeem voor Kelvin vooral in wetenschappelijke en technologische omgevingen relevant. Maar wat onderscheidt deze twee systemen eigenlijk? En hoe werkt Celsius precies?
Overzicht en definitie
De temperatuur kan worden gemeten in vele eenheden, van graden naar Kelvin en zelfs Fahrenheit of Rankine. Iedere thermometer geeft weer zijn eigen weergave van de https://casinocelsius.info waarde die het meetapparaat afgeeft. Om een basis te creëren om overheidsinstanties op monde over te kunnen spreken heeft men besloten om twee standaard-meten-eenheden vast te stellen: Celsius en Fahrenheit.
De geschiedenis
Dit systeem, dat we kennen als het Celsius-systeem genoemd wordt naar de Zweedse astronoom Anders Celsius. Het was in 1741 ontwikkeld ter vervanging van het oude systeme met graden Fahrenheit (noodgedacht door een Engelse natuuronderzoeker) en graden Réaumur voor suiker, voedsel of water in stukjes gescheurd waarvan men zegt dat het wordt gemaakt. Zijn conceptuele opzet was om de 100 graden die we kennen nu te verdelen tussen respectievelijk -40° en +60°C. Hij kreeg echter kritiek van collega-geleerden.
Het gevolg hiervan was dat het oude systeem, een tijdlang door sommigen gezien werd als minder zuiver, plotseling populairder werd dan Celsius’ 100 graden schaal. Waarom? Omdat de mensen in die dagen veel liever een ‘luxe-temperatuur’ gebruikten die duidelijk was en zo’n gemiddelde waarde kon geven, met alle risico’s van dien ten spijt! In dit artikel gaat het ons overigens vooral om Celsius.
De definitie van Kelvin
In tegenstelling tot het systeem van Celsius is de temperatuur in Kelvin onvoorstelbaar en oneindig. De opvolging van Fahrenheit (noodgedacht door een Engelse natuuronderzoeker) voor suiker, voedsel of water in stukjes gescheurd werd namelijk niet meer gebruikt, terwijl Celsius’ conceptuele schaal wel nog steeds populair bleef bij de meeste thermomeren. Bovendien had men er moeite mee om het begrip van ‘warmte en koude’ uit te leggen aan kinderen of minder geleerde mensen.
In 1830 werd door William Thomson, een Engels wetenschapper geboren in Belfast (Nederland), de term “Kelvin” bedacht. Hij was vooral beroemd geworden om zijn ontdekking van het magnetisme op de grens tussen twee verschillende gebergten en hij wilde met deze naam nog meer aanduiden dat zijn schaal eenvoudig, nauwkeurig, niet te lastig (ook bij kinderen of minder geleerde mensen) was om te begrijpen.
Bijna een decennium later kwamen twee andere Britten samen om de definitie van Kelvin uit te werken in verband met ‘veranderingen in voedsel-temperaturen’, terwijl hij daarmee bij voorkeur dacht aan temperaturen van stenen, zaden of grond. Uiteindelijk werd het systeem geïntroduceerd door de Britten.
Vergelijking: Temperatuurmeting met Celsius en Kelvin
Celsius is een waarschijnlijk heel normale temperatuurmethode voor elk gewone iemand, die van kleine afwijkingen tot enorme verschillingen in stellingen opvat. En om dit effectief aan te tonen hebben de moderne geleerden alle mogelijke technieken gebruikt en zijn ze tot een praktische uitkomst gekomen.
De temperatuurmethode voor Kelvin wordt voornamelijk geassocieerd met wetenschap, wat er vermoeden doet ontstaan dat deze waarschijnlijk niet op de normale dagelijks levende mens in enige zin van toepassing zou zijn. Maar dat is dus niet het geval!
Het verschil tussen beide temperatuur-systemen ligt vooral aan de manier waarop ze zijn ontwikkeld. Celsius werd bedacht ter vervanging van Fahrenheit, voor suiker, voedsel of water in stukjes gescheurd die later ook wel als thermomeren werden gebruikt. Bovendien was men er blijkbaar meer dan gauw met de 100 graden schaal gereed en ging men niet verder.
In tegenstelling hieraan is Kelvin op basis van een zeer compleet onderzoek ontstaan, gebaseerd op waarnemingen in diverse geheel andere omgeving. Hierdoor hebben deze twee systemen elk hun eigen specifieke toepassingsveld en eigenschappen. Terwijl Celsius vooral voor elke dag wordt gebruikt zit Kelvin dan weer meer verwant aan de natuurkunde of wiskunde.
Veranderingen in een temperatuur van voedsel
Hoe werkt het met de veranderingen die optreden bij stukken voedsel dat verwarmd wordt? Het antwoord is vrij simpel: wat er gebeurt, is gewoon pure fysica. Maar daarnaast zijn er verschillende zaken waarbij het een en ander heel ingewikkeld kan worden.
Door opwarmen van water neemt de dichtheid toe (wat onmogelijk in Celsius niet zou mogen aangeven) terwijl, net als bijvoorbeeld olie of gas, daardoor ook het volume meteen verandert. Het is hierdoor moeilijk om een duidelijke relatie tussen temperatuur en volume vast te stellen.
Met behulp van de wet van Gay-Lussac kon men deze problemen echter wel oplossen door acht graden aanwezig voedsel (als bier) tot vierhonderd plus vijftig graden Celsius te gebruiken voor het onderzoek. En zodat hij de conclusie kon trekken dat dit resultaat dus een normale en logische afwijking is die bijvoorbeeld al in verband was gebracht met temperatuur, volume en dichtheid van stukjes voedsel.
Noodzaak om na te denken
Door het hele systeem is men duidelijk aan de gang gegaan voor een snelle uitvoering. En zodra die eerst werd geïntroduceerd had hij al wel veel toepassingen, zoals bijvoorbeeld in de voedselindustrie of door fabrikanten van koeltechniek.
Maar wat je ook zou verwachten is dat men even zou stoppen met het introduceren van nieuwe en complexe termen zonder zich voorafgaande verdieping te bekommeren. Maar er zijn uiteindelijk wel duidelijke consequenties te zien die in deze periode al aanwezig waren.
Veranderingen in voedsel-temperaturen
Hoe werkt het met de veranderingen die optreden bij stukken voedsel dat verwarmd wordt? Dit is een heel normale vragen, waarbij ook het antwoord vrij simpel is. Maar daarnaast zijn er verschillende zaken waarbij het een en ander heel ingewikkeld kan worden.
Door opwarmen van water neemt de dichtheid toe (wat onmogelijk in Celsius niet zou mogen aangeven) terwijl, net als bijvoorbeeld olie of gas, daardoor ook het volume meteen verandert. Het is hierdoor moeilijk om een duidelijke relatie tussen temperatuur en volume vast te stellen.
Met behulp van de wet van Gay-Lussac kon men deze problemen echter wel oplossen door acht graden aanwezig voedsel (als bier) tot vierhonderd plus vijftig graden Celsius te gebruiken voor het onderzoek. En zodat hij de conclusie kon trekken dat dit resultaat dus een normale en logische afwijking is die bijvoorbeeld al in verband was gebracht met temperatuur, volume en dichtheid van stukjes voedsel.
Grote invloed op menselijk gedrag
Het feit dat mensen nu het Celsius-systeem gebruiken (of gewoon geen voorkeur hebben voor een bepaalde methode) heeft veel impact gehad. Door de ontwikkeling hiervan zijn verschillende zaken die wel eens een probleem konden vormen in het dagelijkse leven van mensen nu makkelijk opgelost.
Het feit dat Celsius al lang geleden is bedacht, geeft aan hoe moeilijk en ingewikkeld de praktische toepassing kan zijn. Terwijl Kelvin vooral een abstracte weergave van temperaturen is in wetenschappelijke omgevingen wordt het dagelijks gebruikt.
Deze zaken geven bijvoorbeeld aan dat mensen soms beter hun best kunnen doen, of juist minder moeilijk over de dingen praten. En voor een menselijk perspectief hoeft men dan eigenlijk niets te doen wat hij al zo dikwijls doet: opwarmen van voedsel en drinkt hiervan.
Fouten in het systeem
Het is ook duidelijk dat er fouten zijn aanwezig. Maar om een mens niet te laten begrijpen dat de temperatuur slechts een normale schaal is die bijvoorbeeld voor suiker, voedsel of water in stukjes gescheurd kan worden gebruikt is soms echt onbegrijpelijk.
Het feit dat het systeem nu al zo lang bestaat geeft aan hoe moeilijk en ingewikkeld de praktische toepassing kan zijn. En bijvoorbeeld door gebruik te maken van wet van Gay-Lussac zijn verschillende zaken die wel eens een probleem konden vormen in het dagelijkse leven van mensen nu makkelijk opgelost.
Gebruik en voordelen
Deze verschillen hebben dus allemaal hun eigen specifieke toepassingsveld. Celsius is voor elke dag te gebruiken zit Kelvin meer verwant aan de natuurkunde of wiskunde.
Het feit dat mensen nu het systeem gebruiken heeft veel impact gehad op menselijk gedrag. En door gebruik van de wet van Gay-Lussac zijn verschillende zaken die wel eens een probleem konden vormen in het dagelijkse leven van mensen nu makkelijk opgelost.
Door deze overzichten is het duidelijk dat Celsius vooral gebruikt wordt voor temperatuurmeting met behulp van thermostaten of thermomeren, terwijl Kelvin voornamelijk geassocieerd wordt met wetenschap.