セルシウス度

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セルシウス度(セ氏温度)
degré Celsius
degree Celsius
体温計
記号 °C
国際単位系 (SI)
種類 固有の名称と記号で表される一貫性のある SI 組立単位
温度
定義 ケルビン(K)で表した熱力学温度の値から273.15を減じたもの
由来 凝固点を0度、沸点を100度とする温度
語源 アンデルス・セルシウス
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セルシウス度(セルシウスど、英語: degree Celsius、記号: °C)は、温度単位である。国際単位系では、次のように定義されている[1]

(引用 始め)

  • 以前に用いられた温度目盛の定義に由来して,熱力学温度(記号 T)を表すのに,参照温度 T0 = 273.15 K(氷点)からの差を用いて表す方法が,今も広く使われている.この差はセルシウス温度(記号 t)と呼ばれ,次の量方程式により定義される.
  • t = T − T0
  • セルシウス温度の単位はセルシウス度であり,記号は℃ で,定義によりケルビンの大きさに等しい.温度の差または間隔はケルビンまたはセルシウス度のどちらによっても表すことができ(第 13 回 CGPM,1967-1968年,決議 3),その数値は同じになる.ただし,セルシウス度で表したセルシウス温度の数値はケルビンで表した熱力学温度の数値に対して次の関係を持つ.
  • t/℃ = T/K − 273.15

(引用 終わり)

すなわち、「セルシウス」(degree Celsius)は単位の名称であり、ケルビンの大きさに等しい温度間隔を表す。一方、「セルシウス温度」(Celsius temperature)は量の名称であり、(ケルビンで計った値と273.15だけ異なる)温度の高さを表す。しかし、一般にはこの違いが意識されず、混同されることが多い。

定義[編集]

日本の計量法での定義は、「ケルビン(K)で表した熱力学温度の値から273.15を減じたもの」[2]である。計量単位令にあるとおり、単に「度」と表記した場合は、セルシウス度を意味する。

その記号は、「℃」 と定められている[3]

元々の定義は凝固点を0度、沸点を100度とするものであった(詳しくは歴史を参照)。

用法[編集]

例えばセルシウス度による温度は、日本語では「15 ℃」(読みは、じゅうご ど)と表現する。日本の計量法体系では、単位記号の「℃」を付して表記するほか、計量法上は、単に「15度」と表現することが許容される。しかし、「セ氏15度」や「摂氏15度」と表現することは許されない[4][5]

場合によっては、同じく「度」という表現を用いる角度や、ファーレンハイト度(カ氏温度)と混同される恐れがある。英語では“fifteen degrees Celsius”と読み、“15 deg C”と略記することがある。アメリカ合衆国では、“fifteen degrees centigrade”と読まれることがある。

セルシウス度は、国際単位系(SI)における取り扱いが、他の単位と異なる点がある。

  1. その定義は、温度のSI基本単位の一つである、熱力学温度ケルビンの項でなされている[6]
  2. 一方で、セルシウス度は、「固有の名称と記号で表される一貫性のある SI 組立単位」であるとされ、つぎのように掲げられている[7]
    1. 組立量 :セルシウス温度
    2. 名称 : セルシウス度(注e)
    3. 記号 : ℃
    4. 他の SI 単位による表し方 : K
    5. SI 基本単位による表し方 : (なし)
    6. (注e) セルシウス度はケルビンの特別な名称で,セルシウス温度を表すために使用される.セルシウス度とケルビンの単位の大きさは同一である.したがって,温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである.
  3. 計量単位の名称のつづりには全て小文字を用いることになっている。しかし、セルシウス度(℃)だけは例外であり、その名称のつづりは degree Celsius である(単位 degree は小文字の d からはじまり、その修飾詞である Celsius は人名に由来するので大文字の C からはじまる)[8]
  4. 「量の値の書式」では次のようになっている。 数値は常に単位の前に置き,数値と単位を分割するために空白(space)を用いる.この原則は,セルシウス度(degree Celsius)についても適用され,セルシウス温度 t の値を表現するときには,その単位記号である℃ の前に空白を挿入する[9].
    1.  例:t = 30.2 ℃
    2. 不適例:t = 30.2℃
    3. 不適例:t = 30.2°C

歴史[編集]

セルシウス度はスウェーデンの天文学者でウプサラ天文台の創始者であるアンデルス・セルシウス1742年に考案したものに基づいている。ただし、彼は現在のものとは逆に、1気圧下における沸点を 0 ℃、凝固点を 100 ℃としてその間を100等分し、低温領域に伸ばしていた。これは自然環境下(0度以下の環境下)においても温度が負数にならないという利点がある。

しかしその後、セルシウスの死の直後の1744年、凝固点を0 ℃、沸点を100 ℃とする現在の方式に改められた[10]。この改善については、誰か一人の功績によるものではなく、セルシウス、セルシウスの後任のsv:Mårten Strömer、計器制作者のsv:Daniel Ekströmの3人の貢献によるものである[11]。 なお、セルシウス度に最初期に注目し、実際に温度計をsv:Daniel Ekströmに製作させたカール・フォン・リンネの功績によるものではない[12]

水の沸点と融点の間に100の目盛があることから、この体系のもともとの名称は“centigrade”(「百分度」の意)であった[要出典]。しかし1948年の第9回国際度量衡総会にて、名称が正式にセルシウスへと変更になった。これには、セルシウス自身の認知のためとSI接頭辞であるセンチ(centi)との衝突からくる混乱(centigradeがgradeという単位の100分の1と勘違いされる)を避けるという目的があった。ただし、現在でも“centigrade”でも通じる。

日本や中国では、摂氏度(せっしど)と呼ばれたことがある。摂氏の語源は、セルシウスの中国音訳「摂尓修斯」(シュアルシゥスー、繁体字攝爾修斯簡体字摄尔修斯ピン音:Shèěrxiūsī)から「」+人名に付ける接尾辞「」で、「摂氏」「温度」になった。

その後の物理的な計測方法の進歩と熱力学温度の採用により、現在の定義は「ケルビン(K)で表した熱力学温度の値から273.15を減じたもの」となっている。つまり水の三重点を0.01 ℃とし、水の三重点と絶対零度の温度差の273.16分の1を1 ℃としている。「273.16分の1」という数字は、セルシウス度における1度の温度差をそのままケルビンの1度の温度差として使用するためのものである。すなわち、セルシウス度とケルビンの目盛の幅(1度の温度差)は等しい。なお、この定義により水の沸点はちょうど100 ℃から99.974 ℃に変更された。

セルシウス度は世界的に使用されるようになっている。イギリスアイルランドの放送メディアにおいても、センチグレードを用いず、セルシウスと呼ぶようになっている。なお、アメリカ合衆国では日常生活の全般を通じて、依然単独でファーレンハイト度(カ氏温度)を用いるか、「センチグレード」との表現で併記している。

単位の換算[編集]

  • セルシウス温度からファーレンハイト温度への換算
\theta/^\circ\text{F}=\frac{9}{5}t/^\circ\text{C}+32
  • ファーレンハイト温度からセルシウス温度への換算
t/^\circ\text{C}=\frac{5}{9}(\theta/{}^\circ\text{F}-32)
  • −40°Cと−40°Fは等しく、上の式は次のようにも表せる。
t/^\circ\text{C}=\frac{5}{9}(\theta/^\circ\text{F}+40)-40
温度の単位の比較
ケルビン セルシウス度 ファーレンハイト度 ランキン度 ドリール度 ニュートン度 レオミュール度 レーマー度
絶対零度 0 −273.15 −459.67 0 559.725 −90.14 −218.52 −135.90
地球表面の最低気温(※1) 183.95 −89.2 −128.56 331.11 283.8 −29.436 −71.36 −39.33
ファーレンハイト寒剤 255.37 −17.78 0 459.67 176.67 −5.87 −14.22 −1.83
融点標準状態下) 273.15 0 32 491.67 150 0 0 7.5
地球表面の平均気温 288 15 59 518.67 127.5 4.95 12 15.375
人間の平均体温 309.95 36.8 98.24 557.91 94.8 12.144 29.44 26.82
地球表面の最高気温(※2) 329.85 56.7 134.06 593.73 64.95 18.711 45.36 37.268
水の沸点(標準状態下) 373.15 100 212 671.67 0 33 80 60
チタンの融点 1941 1668 3034 3494 −2352 550 1334 883
太陽の表面温度 5800 5526 9980 10440 −8140 1823 4421 2909

符号位置[編集]

記号 Unicode JIS X 0213 文字参照 名称
U+2103 1-1-78 ℃
℃
セ氏度記号
  1. ^ 「国際文書第8版(2006) 国際単位系(SI)日本語版」[[1]] 2.1.1.5 熱力学温度の単位(ケルビン)、pp.24-25
  2. ^ 計量単位令 別表第1 第5号 温度 「セルシウス度又は度」の欄
  3. ^ 計量単位規則 別表第2 「温度・セルシウス度又は度」の欄
  4. ^ 計量単位令 別表第1 第5号 温度 「セルシウス度又は度」の欄 の表現のとおり
  5. ^ 1958年にアルコール専売法の第2条第2項中の「摂氏十五度」を「温度十五度」に改める法律改正がなされている。計量単位の統一に伴う関係法律の整備に関する法律第9条
  6. ^ 「国際文書第8版(2006) 国際単位系(SI)日本語版」[[2]] 2.1.1.5 熱力学温度の単位(ケルビン)、pp.24-25
  7. ^ 「国際文書第8版(2006) 国際単位系(SI)日本語版」[[3]]表 3 固有の名称と記号で表される一貫性のある SI 組立単位、pp.29
  8. ^ 「国際文書第8版(2006) 国際単位系(SI)日本語版」[[4]] 5.2 単位の名称、p.43
  9. ^ 「国際文書第8版(2006) 国際単位系(SI)日本語版」[[5]] 「5.3.3 量の値の書式」、p.45
  10. ^ Anders Celsius 1701-1744 ウプサラ天文台による解説、第6段落目
  11. ^ History of the Celsius temperature scale ウプサラ天文台による解説、第5段落の後半部分、Pehr Wargentin(Secretary of the Academy of Sciences、Royal Swedish Academy of Sciences)の1749年の論文による
  12. ^ History of the Celsius temperature scale ウプサラ天文台による解説、第5段落の後半部分、「Linné is not mentioned at all.」