Stupeň Celsia

Stupeň Celsia nebo Celsiův stupeň (značený °C) je jednotka teploty, kterou v roce 1742 vytvořil švédský astronom Anders Celsius. Hodnota 0 °C přibližně odpovídá teplotě tání ledu a 100 °C teplotě varu vody při normálním tlaku. Dnes je stupeň Celsia (jako odvozená jednotka soustavy SI)^[1] definován pomocí základní jednotky kelvin: Rozdíl 1 °C se rovná rozdílu 1 K a teplota −273,15 °C (přesně) je absolutní nula (0 K). Kelvin se pak definuje pomocí Boltzmannovy konstanty zafixované na hodnotu k = 1,380649×10⁻²³ J/K (přesně).

Celsius původně v roce 1742 definoval stupnici obráceně: 100 °C pro teplotu tání ledu a 0 °C^[2] pro teplotu varu vody (obojí při normálním tlaku).

Záhy další vědci (nezávisle na sobě Jean-Pierre Christin v roce 1743 a Carl Linné v roce 1744) stupnici otočili do dnešní podoby. Širokého přijetí se tedy dočkalo přiřazení 0 °C teplotě tání a 100 °C teplotě varu čisté vody při normálním tlaku, později upřesněném na 1 fyzikální atmosféru (101325 Pa přesně).

V polovině 20. století se definice zpřesnila přiřazením −273,15 °C absolutní nule (0 K, v roce 1948) a +0,01 °C teplotě trojného bodu čisté vody (273,16 K, v roce 1954), v souladu se zpřesněnou definicí kelvinu. Původní definice tedy platí již jen přibližně, ovšem pro běžné použití je její přesnost dostatečná. Teplota tání (0,000089(10) °C) a varu (99,9839 °C) vody^{[pozn. 1]} se od té doby určují přesným měřením podle nové definice.

Další zpřesnění přišlo v roce 2005, kdy se specifikovalo, že voda pro určení trojného bodu má mít izotopové složení Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW).

Nakonec při velkém zpřesnění definic základních jednotek soustavy SI v roce 2019 byla definice kelvinu i stupně Celsia pomocí vlastností vody opuštěna ve prospěch základních fyzikálních konstant. Konkrétně se zafixovala číselná hodnota Boltzmannovy konstanty na 1,380649×10⁻²³ J/K (přesně) a využila se nová definice joulu. Převodní vztah mezi Celsiovou a termodynamickou stupnicí se při tom zachoval, takže 0 K nadále odpovídá −273,15 °C a rozdíl 1 K se rovná rozdílu 1 °C. Nyní se tedy i teplota trojného bodu vody určuje měřením. Ještě v roce 2020 však byla nerozlišitelná od hodnoty podle předchozí definice (+0,0100 °C).^[3]

T[K]  =  t[°C] + 273,15

t[°C]  =  T[K] − 273,15

t[°F]  =  ⁹⁄₅ t[°C] + 32

t[°C]  =  ⁵⁄₉ (t[°F] − 32)

t[°R]  =  ⁴⁄₅ t[°C]

t[°C]  =  ⁵⁄₄ t[°R]

T[°Ra]  =  ⁹⁄₅ (t[°C] + 273,15)

t[°C]  =  ⁵⁄₉ T[°Ra] − 273,15

Pro stupně Celsia platí stejná pravidla českého pravopisu jako pro zápis ostatních jednotek (jako procento či metr) s výjimkou úhlových stupňů, minut a vteřin. Měly by se tedy psát kolmým písmem (antikvou)^[4] s mezerou mezi číselnou hodnotou a značkou jednotky, tedy např. 90 °C, a to i přesto, že značka úhlového stupně se připojuje k číselné hodnotě bez mezery (90° pravého úhlu).^[5][4] Odpovídá to i mezinárodní konvenci, přijaté v rámci SI.^[6]

Pro stupeň Celsia existuje samostatný symbol v Unicode „℃“ (U+2103). Kompatibilní normální formou NFKD i NFKC je dvojice symbolu stupně (°) a písmene C.^[7] Tak se také značka běžně zapisuje, například na většině míst v tomto článku.

V typografickém systému TeX a jeho běžně používaném balíku LaTeX se používá (v matematickém módu definovaný) znak \circ v horním indexu. 1 °C se vysází pomocí $1\,^\circ{\rm C}$.^[8] V LaTeXovém balíku gensymb je definován příkaz \celsius pro stupeň Celsia, který funguje v matematickém režimu i mimo něj,^[9] a v balíku textcomp příkaz \textcelsius.^[10] Analogicky jsou definovány příkazy \degree a \textdegree pro samotný stupeň.^[11]

• Obrázky, zvuky či videa k tématu stupeň Celsia na Wikimedia Commons

Soustava SI
základní jednotky	ampér kandela kelvin kilogram metr mol sekunda
odvozené jednotky	becquerel coulomb farad gray henry hertz joule katal lumen lux newton ohm pascal radián siemens sievert steradián stupeň Celsia tesla volt watt weber
další	předpony soustavy SI systémy měření převody jednotek nové definice SI Mezinárodní úřad pro míry a váhy