¿Por qué los ingenieros cambian a veces la unidad de grados Celsius a Kelvin cuando expresan una diferencia de temperatura?

Answer 1

Primero una historia. Los Juegos Olímpicos de verano de 1996 se establecieron en Atlanta, GA (EE. UU.). Algunos eventos, como algunos de los verdaderos partidos de fútbol, ​​se llevaron a cabo en Orlando FL, cerca de donde vivo. Recuerdo que los periódicos locales escribieron sobre el equipo de fútbol irlandés que llegó temprano para que pudieran aclimatarse al calor y la humedad de Florida. Debido a todos los extranjeros que visitaron los Juegos Olímpicos, el periódico decidió que sería útil para ellos mostrar las unidades de los EE. UU. Y las unidades métricas. Para enfatizar la difícil situación del equipo irlandés, el periódico escribió que cuando el equipo llegó a Florida era “30 ° F (−1 ° C) más cálido” que lo que habían dejado en Irlanda. ¡Tonto de mí! De alguna manera siempre pensé que un −1 ° C más cálido significa que es un poco más frío.

El problema real es que ni la escala Fahrenheit ni la escala Celsius son una escala absoluta o termodinámica, pero el punto cero se encuentra en un lugar arbitrario distinto del cero absoluto. Peor aún, estas dos escalas tienen su punto cero en diferentes puntos arbitrarios. Esto termina significando que mientras una temperatura de 30 ° F es de -1 ° C, una diferencia de temperatura de 30 ° F es diferente, que corresponde a aproximadamente 17 ° C.

Ahora a la pregunta que se hizo: en primer lugar, es perfectamente legal decir que la diferencia de temperatura es de 0,6 ° C, no hay nada de incorrecto al respecto. Sin embargo, tener dos escalas de temperatura diferentes definidas como parte de SI nos brinda una alternativa. El Folleto SI, la definición oficial del sistema métrico, lo permite explícitamente en la Sección 2.1.1.5: “La unidad de temperatura Celsius es el grado Celsius, símbolo ° C, que es por definición igual en magnitud al kelvin. Una diferencia o intervalo de temperatura puede expresarse en grados Kelvin o en grados Celsius (13th CGPM, 1967/68, Resolución 3), el valor numérico de la diferencia de temperatura es el mismo “. La Publicación Especial 811 del NIST enfatiza esto en la Sección 8.5:” Por lo tanto, los intervalos de temperatura o las diferencias de temperatura pueden expresarse en grados Celsius o kelvin utilizando el mismo valor numérico. “¿Por qué alguien querría hacer esto?

De las 7 unidades base y las 22 unidades derivadas nombradas actualmente en SI, solo la temperatura Celsius no es una escala multiplicativa, lo que significa que solo la escala Celsius en SI tiene su punto 0 en un lugar diferente al valor 0, por lo que se duplica la lectura de temperatura en Celsius no duplica el contenido de calor, mientras que duplicar el valor de la longitud en metros significa que la palanca es el doble de larga. Esta característica de la escala Celsius puede causar confusión, como lo hizo para el periódico que describe la transición para el equipo de fútbol irlandés. Hay una tendencia entre las personas a pensar que las cosas expresadas en términos de grados centígrados son la temperatura real en lugar de una diferencia de temperatura, por lo que en este caso habrá una tendencia a que algunas personas piensen que la temperatura de 0,6 ° C es una temperatura Justo por encima de la congelación en lugar de una pequeña diferencia. Podría pensar que eso es una tontería y nunca lo malinterpretaría de esa manera, y podría ser correcto; por otro lado, podría engañarse y estaría sujeto a cometer un error como el que hizo el periódico de Orlando. La experiencia ha indicado que es un poco menos probable encontrar ese error si la diferencia se expresa en la escala de Kelvin, que es una escala multiplicativa. Por supuesto, este es un enfoque un tanto diferente al que se ha hecho con el sistema métrico anteriormente, por lo que parece algo extraño para muchas personas en el primer encuentro. La misma opción ocurre al expresar una temperatura en grados Celsius y una incertidumbre de esa temperatura expresada en grados Celsius o kelvins.

Puede elegir entre dos opciones. Depende de usted si prefiere la consistencia visual de 0.6 ° C o usar 0.6 K para reducir ligeramente el riesgo de tratar la diferencia de temperatura como una temperatura real. Ambas expresiones son igualmente válidas y aceptables en SI.

Como una pregunta lateral, ¿se opondría a un cambio en la escala de la unidad utilizada para expresar la incertidumbre de una medición expresada en otra escala? Como ejemplo, ¿preferiría ver una medida indicada como 27.3489 µJ ± 0.0032 µJ [a menudo expresada como 27.3489 (32) µJ o (27.3489 ± 0.0032) µJ] o como 27.3489 µJ ± 3.2 nJ?

Answer 2

Me parecería raro si lo viera. Si bien es cierto que una diferencia de 1 ° C es lo mismo que una diferencia de 1 K, esperaría que cualquiera que escriba una diferencia use las mismas unidades en todo momento. Entonces estaría bien multiplicar por un factor de conversión de 1K / ° C para convertir la diferencia en ° C en una diferencia en K. Es posible que necesiten eso para cancelar la K en una ecuación, como la conductividad térmica que podría expresarse. como tantos W / mK

Supongo que técnicamente, es correcto que digan 27 ° C – 26.4 ° C = 0.6 K, ya que acaban de incorporar la conversión de unidades sin mostrarla explícitamente. Aunque siempre tiendo a mostrar más pasos en lugar de menos.

Técnicamente, incluso sería correcto decir 25 ° C – 20 ° C = 9 ° F.

O incluso 25 ° C – 20 ° C = 9 ° R

O ¿qué hay de 25 ° C – 293.15 K = 9 ° R?

Ugh!

Answer 3

Para evitar confusión. 0.6 ° C significa un estado térmico específico que no se coordina linealmente con la energía térmica. Lo he visto escrito como 0.6 ° C como una alternativa, ya que ‘grados Celsius’ significa algo diferente a ‘grados Celsius’. Sin embargo, dado que la escala Kelvin representa adecuadamente la energía térmica total en una sustancia, tiene mucho más sentido utilizarla como unidad base.

Como una comparación absurda pero precisa, imagine que tenía una unidad de altura llamada ObamaInch, que era “la diferencia entre la medida y la altura de Obama, en pulgadas”. Usted podría ser -4 ObamaInches, mientras que yo podría ser 2 ObamaInches. La diferencia entre nuestras alturas sería entonces de 6 pulgadas, no de 6 pulgadas de Obama. Al igual que Celcius, esta nueva escala tiene valores negativos para cosas que tienen una medida positiva, y tomar una diferencia entre dos valores elimina realmente el estándar de medida (en este caso la altura de Obama, en grados Celsius es el punto de congelación del agua) y revierte la Unidades al original por defecto (pulgadas o Kelvin respectivamente).

Answer 4

El kelvin es una unidad de medida para la temperatura. Es una de las siete unidades base en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y se le asigna el símbolo de unidad K. La escala de Kelvin es una escala de temperatura termodinámica absoluta que utiliza como punto cero nulo el cero absoluto, la temperatura a la que cesa todo movimiento térmico en la descripción clásica de la termodinámica. El kelvin se define como la fracción 1⁄273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (exactamente 0.01 ° C o 32.018 ° F). En otras palabras, se define de tal manera que el punto triple del agua es exactamente 273.16 K.

Answer 5

La escala de Kelvin es una escala de temperatura termodinámica absoluta que utiliza como punto cero el cero absoluto, la temperatura a la que cesa todo movimiento térmico en la descripción clásica de la termodinámica. Esto hace posible su uso en cualquier situación para una comparación absoluta.

Kelvin es una de las siete unidades base internacionales de medida. Mire la unidad base del SI para una discusión adicional. La escala Celsius es una adaptación de la escala Kelvin.

Answer 6

Por razones desconocidas, está permitido en escritura formal escribir 300 K, pero usted tiene que escribir oC. Del mismo modo, 23 grados centígrados vs 300 Kelvins. Entonces, es un poco menos escribir para poner cosas en Kelvins. Puede dejar las temperaturas familiares en grados Celsius, pero cambie a Kelvins por diferencias o temperaturas altas.

De lo contrario, no importa en absoluto para las diferencias. Son los mismos grados.

Pero, necesita Kelvins para los cálculos de la ley de gas o termodinámica.

Answer 7

Las diferencias de temperatura generalmente se expresan en grados, y es irrelevante si se trata de K o C. Un ingeniero que realiza algunos cálculos físicos probablemente convertiría esos valores de C a K antes de realizar cualquier cálculo. Algunas ecuaciones en termodinámica solo te darán valores correctos si usas K.

Answer 8

La escala de Kelvin es un absoluto. Es poco probable que un ingeniero o un científico diga que la ‘diferencia entre 26.4 ° C y 27.0 ° C es de 0.6 K’.
Ellos usarían kelvin para toda la comparación o darían la diferencia en ° C.
Dudo que tengan un termómetro en casa o una estufa de cocina, calibrada en Kelvin. Usarían ° F o ° C en un entorno doméstico.

Answer 9

Mi profesor de termodinámica me dijo que esta es una simple convención en el primer día de clase. No sé cómo esto puede molestar a tanta gente, sería mucho mejor si utilizáramos la escala de Kelvin en todo, estoy de acuerdo, pero así es la vida.

Answer 10

Es técnicamente correcto, por lo que no debería importar! Pero podría ser sólo en la cultura de algunos ingenieros. No tan disciplinados como los físicos o matemáticos, ¡lo son! :pag

Answer 11

La escala de Kelvin es útil para muchas cosas que comienzan a cero temperatura, como la mayoría de los semiconductores o gases o termodinámica. Incluso existe la extraña escala de Rankine, que creo que es como Farenheit pero basada en el cero absoluto. A algunos de los fabricantes de motores a reacción de los Estados Unidos parece gustarles esa escala. Extraño.

Answer 12

Creo que la diferencia no necesita ninguna unidad. Entonces, la línea debe ser como: La diferencia entre 26.4 ° C y 27.0 ° C es 0.6.