Celsius
Symbol: °CWorldwide (except United States)
¿Qué es un/una Celsius (°C)?
Definición Formal
El grado Celsius (símbolo: °C) es una unidad de temperatura en la escala Celsius, que es una escala de temperatura definida originalmente por dos puntos fijos: el punto de congelación del agua a 0 °C y el punto de ebullición del agua a 100 °C, ambos a presión atmosférica estándar (101.325 kPa). La escala divide este rango en 100 intervalos iguales, lo que la hace intuitiva para el uso diario: todo el rango de temperaturas meteorológicas comunes, procesos de cocción y condiciones biológicas se encuentra dentro de un rango de aproximadamente -40 °C a 250 °C.
Relación con la Escala Kelvin
En el uso moderno del SI, la escala Celsius se define en relación con el kelvin (K), la unidad base del SI de temperatura. El grado Celsius es exactamente igual en magnitud al kelvin: una diferencia de temperatura de 1 °C es la misma que una diferencia de 1 K. Las dos escalas están desfasadas por 273.15: la temperatura en Celsius es igual a la temperatura en kelvins menos 273.15 (es decir, °C = K − 273.15). Esto significa que el cero absoluto (0 K), la temperatura más baja posible, corresponde a −273.15 °C.
Desde la redefinición del SI de 2019, el kelvin se define fijando la constante de Boltzmann en exactamente 1.380649 × 10⁻²³ J/K. Dado que la escala Celsius se define en relación con el kelvin, esta redefinición también fija implícitamente la escala Celsius. La constante de Boltzmann relaciona la energía cinética promedio de las partículas en un gas con la temperatura termodinámica, convirtiéndola en un puente fundamental entre los mundos microscópico y macroscópico.
La escala Celsius a veces se llama informalmente la escala "centígrada", particularmente en textos más antiguos y en algunos idiomas. Sin embargo, el nombre "Celsius" ha sido la designación oficial desde 1948, cuando la 9ª CGPM la adoptó para honrar al inventor de la escala y evitar confusiones con la unidad de grado centesimal utilizada en la medición angular.
Etymology
Nombrado en Honor a Anders Celsius
La escala Celsius lleva el nombre de Anders Celsius (1701–1744), un astrónomo, físico y matemático sueco que fue profesor en la Universidad de Uppsala. Celsius propuso su escala de temperatura en 1742, presentándola en un documento a la Real Academia Sueca de Ciencias. La adopción de su nombre para la escala se formalizó en 1948 por la 9ª Conferencia General de Pesas y Medidas, reemplazando el nombre anterior "centígrada."
De Centígrada a Celsius
La palabra "centígrada", que se usó para la escala durante casi dos siglos antes del cambio de nombre, deriva del latín "centum" (cien) y "gradus" (paso o grado). Este nombre describía la característica definitoria de la escala: 100 divisiones iguales entre los puntos de congelación y ebullición del agua. El cambio de nombre fue necesario porque "centígrada" también se usaba en Francia y España para referirse al grado centesimal (gradiano), una unidad de medida angular donde un ángulo recto equivale a 100 grados. Usar "centígrada" tanto para temperatura como para ángulo creaba ambigüedad en la comunicación científica.
Anders Celsius fue un científico distinguido más allá de su trabajo termométrico. Fue uno de los primeros en observar la relación entre la aurora boreal y el campo magnético de la Tierra, y participó en una expedición geodésica francesa al norte de Suecia en 1736 que confirmó la predicción de Isaac Newton de que la Tierra estaba achatada en los polos. Fundó el Observatorio Astronómico de Uppsala en 1741, solo un año antes de proponer su escala de temperatura. Celsius murió de tuberculosis en 1744, a la edad de solo 42 años, solo dos años después de publicar su escala.
Precise Definition
Definición de la Constante de Boltzmann
La escala Celsius se define por la relación t(°C) = T(K) − 273.15, donde T es la temperatura termodinámica en kelvins. Esto hace que el grado Celsius sea idéntico en magnitud al kelvin; solo el punto cero difiere. El kelvin, a su vez, se define fijando la constante de Boltzmann k en exactamente 1.380649 × 10⁻²³ J/K, tal como fue adoptado por la 26ª Conferencia General de Pesas y Medidas en noviembre de 2018 y vigente desde el 20 de mayo de 2019.
Puntos de Referencia
Bajo esta definición, el punto triple del agua — la temperatura y presión únicas en las que el hielo, el agua líquida y el vapor de agua coexisten en equilibrio — ocurre a aproximadamente 273.16 K, o 0.01 °C, a una presión de 611.657 pascales. Antes de la redefinición de 2019, el kelvin se definía estableciendo el punto triple del agua en exactamente 273.16 K; ahora que la constante de Boltzmann está fijada, el punto triple del agua se convierte en una cantidad medida (aunque su valor no cambia dentro de la incertidumbre de la medición). El punto de congelación del agua a presión atmosférica estándar es 0 °C (273.15 K), y el punto de ebullición a presión atmosférica estándar es 99.974 °C (373.124 K) — ligeramente por debajo del valor tradicional de 100 °C debido a mediciones actualizadas.
Realización Práctica
La temperatura se realiza experimentalmente utilizando la Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90), que define un conjunto de puntos de referencia fijos y métodos de interpolación para calibrar termómetros. Los puntos fijos clave incluyen el punto triple del hidrógeno (13.8033 K, −259.3467 °C), el punto triple del agua (273.16 K, 0.01 °C), el punto de fusión del galio (302.9146 K, 29.7646 °C) y el punto de congelación de la plata (1234.93 K, 961.78 °C). Entre estos puntos fijos, los termómetros de resistencia de platino estándar (SPRTs) proporcionan valores de temperatura interpolados con incertidumbres tan pequeñas como unos pocos milikelvins.
Historia
La Escala Invertida Original
La escala Celsius fue ideada en 1742 por el astrónomo sueco Anders Celsius (1701–1744), quien fue profesor en la Universidad de Uppsala. En su propuesta original, publicada como un apéndice a un documento presentado a la Real Academia Sueca de Ciencias titulado "Observaciones sobre dos grados persistentes en un termómetro," Celsius definió la escala con el punto de ebullición del agua a 0 grados y el punto de congelación a 100 grados — lo opuesto a la convención moderna. Documentó cuidadosamente la dependencia del punto de ebullición de la presión atmosférica, señalando que variaba con las lecturas barométricas.
Después de la muerte de Celsius por tuberculosis en 1744, la escala fue invertida a su forma moderna, colocando 0 en el punto de congelación y 100 en el punto de ebullición. La inversión se atribuye comúnmente al botánico sueco Carl Linnaeus (Carolus Linnaeus), quien supuestamente utilizó la escala invertida en su invernadero en Uppsala desde 1745 en adelante. Sin embargo, la evidencia histórica no es concluyente: algunas fuentes acreditan al fabricante de instrumentos Daniel Ekström, quien construyó termómetros para Linnaeus, mientras que otras apuntan al colega y sucesor de Celsius, Mårten Strömer, quien pudo haber realizado el cambio tan pronto como en 1744.
La Era Centígrada
Durante casi dos siglos, la escala fue conocida internacionalmente como la escala "centígrada", del latín "centum" (cien) y "gradus" (paso), porque dividía el rango entre los puntos de congelación y ebullición del agua en 100 grados iguales. Este nombre fue utilizado en literatura científica, libros de texto y en el habla cotidiana en toda Europa y gran parte del mundo. En francés, la escala se llamaba "centigrade," y este nombre persiste informalmente en algunos países de habla francesa hoy en día.
En 1948, la 9ª Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) renombró oficialmente la escala de "centigrade" a "Celsius." La principal motivación fue eliminar la confusión con el grado centesimal (gradiano), una unidad de medida angular en la que un ángulo recto equivale a 100 grados. En francés y español, el término "centígrada" podría referirse tanto a temperatura como a ángulo, creando una ambigüedad genuina en la comunicación científica. El nuevo nombre honró al inventor mientras resolvía el conflicto lingüístico.
Anclando al Cero Absoluto
En 1954, la 10ª CGPM redefinió fundamentalmente la escala Celsius. En lugar de depender de los puntos de congelación y ebullición del agua — que son sensibles a la presión atmosférica y la pureza del agua — la escala se ancló al punto triple del agua (0.01 °C = 273.16 K exactamente) y al cero absoluto (−273.15 °C = 0 K). Esto hizo que la escala Celsius fuera una escala derivada, formalmente dependiente del kelvin en lugar de estar definida de manera independiente. El punto de ebullición del agua a presión atmosférica estándar se convirtió en un valor medido (99.974 °C bajo ITS-90) en lugar de un punto definitorio.
La Redefinición de 2019
La redefinición del SI de 2019 desplazó aún más la base. El kelvin ahora se define fijando la constante de Boltzmann en exactamente 1.380649 × 10⁻²³ J/K, en lugar de por el punto triple del agua. Dado que la escala Celsius se define como K − 273.15, este cambio también se propagó a Celsius. El punto triple del agua se convirtió en una cantidad medida (todavía muy cerca de 273.16 K) en lugar de un valor definido exacto. En la práctica, el cambio no tuvo efecto en las mediciones de temperatura: los valores son los mismos dentro de la incertidumbre de las mejores mediciones, pero colocó la definición sobre una base más fundamental.
A lo largo de su historia, la escala Celsius ha permanecido como la escala de temperatura más práctica y ampliamente utilizada para las actividades humanas. Su diseño — colocar 0 en el punto de congelación del agua y 100 en el punto de ebullición — crea un marco intuitivo para el clima, la cocina, los procesos industriales y la ciencia biológica. La transición de centígrada a Celsius, de definiciones basadas en agua a definiciones basadas en constantes, ha sido esencialmente invisible para los usuarios cotidianos mientras satisface las demandas de la metrología de precisión.
Uso actual
En el Clima y la Vida Diaria
La escala Celsius es la escala de temperatura más utilizada en el mundo para fines cotidianos. Es el estándar para los pronósticos del tiempo en prácticamente todos los países excepto en los Estados Unidos, donde las temperaturas se informan en Fahrenheit. Un día de invierno podría describirse como −5 °C, un día de primavera cómodo como 20 °C, y un día caluroso de verano como 35 °C. Estos valores son intuitivos y ampliamente comprendidos: por debajo de 0 significa condiciones de congelación, alrededor de 20 significa cómodo, y por encima de 35 significa incómodamente caliente.
En la Cocina y la Seguridad Alimentaria
En la cocina y la seguridad alimentaria, Celsius es la referencia estándar en la mayoría de los países. El agua hierve a 100 °C a nivel del mar, el pan se hornea a 180 a 220 °C, y los refrigeradores deben ajustarse a 3 a 5 °C. Las pautas de seguridad alimentaria especifican que los alimentos perecederos no deben mantenerse entre 5 °C y 60 °C (la "zona de peligro" para el crecimiento bacteriano) por más de dos horas. Las temperaturas internas de cocción para la seguridad alimentaria — pollo a 74 °C, carne molida a 71 °C — se especifican en Celsius en toda la UE, Asia y la mayoría de las otras regiones. Las temperaturas de los hornos en países métricos se muestran en Celsius, y los libros de recetas fuera de los EE. UU. utilizan exclusivamente Celsius.
En Ciencia y Medicina
En ciencia e ingeniería, Celsius se utiliza junto con kelvin para la mayoría de las mediciones prácticas. Los instrumentos de laboratorio — termopares, RTDs, termómetros infrarrojos — normalmente muestran temperaturas en Celsius. Los documentos científicos informan comúnmente las temperaturas experimentales en Celsius, con kelvin utilizado para cálculos termodinámicos y cuando se necesitan temperaturas absolutas. En medicina, la temperatura corporal se mide en Celsius en la mayoría de los países, con el rango normal siendo aproximadamente de 36.1 a 37.2 °C. La fiebre se define generalmente como una temperatura corporal superior a 38.0 °C. El equipo hospitalario y de laboratorio en todo el mundo se calibra en Celsius.
Los Estados Unidos siguen siendo el único país importante donde Fahrenheit es la escala de temperatura principal para la vida diaria, incluidos los informes meteorológicos, la cocina y la configuración de termostatos. Sin embargo, los científicos, ingenieros y profesionales médicos estadounidenses utilizan frecuentemente Celsius, y los servicios meteorológicos de EE. UU. proporcionan lecturas en Celsius junto con Fahrenheit para audiencias internacionales. En Canadá, Celsius fue adoptado oficialmente en 1977 como parte de la metrificación, aunque algunos canadienses hacen referencia informalmente a Fahrenheit para temperaturas de cocina o de piscinas.
Everyday Use
Clima y Planificación
Para el clima y la planificación diaria, la escala Celsius proporciona un marco intuitivo que la mayor parte del mundo da por sentado. Las temperaturas por debajo de 0 °C significan hielo y escarcha: las carreteras pueden ser resbaladizas, las tuberías pueden congelarse, y la ropa abrigada es esencial. Las temperaturas de 0 a 10 °C son frías, requiriendo un abrigo; de 10 a 20 °C es templado y cómodo; de 20 a 30 °C es cálido; y por encima de 30 °C es caliente. Este simple modelo mental sirve a miles de millones de personas diariamente al consultar pronósticos, decidir qué vestirse o planificar actividades al aire libre. Los récords meteorológicos en Celsius incluyen la temperatura más alta registrada de manera confiable: 56.7 °C en el Valle de la Muerte, California, el 10 de julio de 1913.
En la Cocina
En la cocina, Celsius rige los procesos de cocción. El agua hierve a alrededor de 85 a 95 °C y hierve a 100 °C a nivel del mar (bajando aproximadamente 1 °C por cada 300 metros de elevación). Las etapas del azúcar en la elaboración de caramelos se miden en Celsius: etapa de hilo a 110 °C, bola blanda a 113-116 °C, ruptura dura a 149-154 °C, y caramelo a 170 °C. La levadura del pan es más activa a 35 a 40 °C y muere por encima de 60 °C. El chocolate debe ser templado a temperaturas precisas — chocolate negro a 31-32 °C — para lograr una estructura cristalina adecuada. El aceite para freír se calienta típicamente a 175-190 °C.
Salud y Temperatura Corporal
Para el monitoreo de la salud, Celsius es el estándar en la mayoría de los sistemas de salud en todo el mundo. La temperatura corporal humana normal es aproximadamente 37 °C (rango de aproximadamente 36.1 a 37.2 °C dependiendo del sitio de medición y la hora del día). Una fiebre leve comienza a 37.5-38.0 °C, una fiebre moderada a 38.1-39.0 °C, y una fiebre alta por encima de 39.0 °C. La hipotermia se establece cuando la temperatura corporal central cae por debajo de 35 °C y se vuelve potencialmente mortal por debajo de 28 °C. Estos puntos de referencia se enseñan en cursos de primeros auxilios y en escuelas de medicina en todo el mundo métrico.
Fitness y Recreación
En fitness y recreación al aire libre, la conciencia de la temperatura en Celsius guía las elecciones de actividad segura. Correr en temperaturas superiores a 30 °C aumenta significativamente el riesgo de enfermedades relacionadas con el calor. Las piscinas se mantienen típicamente a 25-28 °C para recreación y 28-30 °C para competencia. Las temperaturas de sauna oscilan entre 70 y 100 °C. Las condiciones de esquí requieren temperaturas en o por debajo de 0 °C para nieve natural, aunque el equipo de fabricación de nieve puede operar a temperaturas de hasta aproximadamente -2 °C. Comprender la sensación térmica — que describe cómo se siente el aire frío en la piel expuesta — requiere familiaridad con la escala Celsius en la mayoría de los países.
In Science & Industry
Química
En química, la temperatura en Celsius (o kelvin) es un parámetro crítico en prácticamente cada reacción y proceso. Las tasas de reacción generalmente se duplican por cada aumento de 10 °C en la temperatura, un principio conocido como la regla Q₁₀ o regla de van 't Hoff. Las constantes de equilibrio químico dependen de la temperatura, descritas por la ecuación de van 't Hoff. Los diagramas de fases — que mapean los estados de la materia (sólido, líquido, gas) como funciones de temperatura y presión — utilizan Celsius o kelvin en el eje de temperatura. La escala Celsius es particularmente conveniente para la química acuosa porque las transiciones de fase del agua enmarcan el rango de 0–100 °C.
Biología y Ciencias de la Vida
En biología y ciencias de la vida, el control de temperatura en Celsius es esencial para la reproducibilidad experimental. La actividad enzimática es altamente dependiente de la temperatura: la mayoría de las enzimas humanas funcionan óptimamente a aproximadamente 37 °C (temperatura corporal) y se desnaturalizan por encima de 40-45 °C. La PCR (reacción en cadena de la polimerasa), la técnica fundamental de la biología molecular, cicla entre 94 °C (desnaturalización del ADN), 50-65 °C (anillado de cebadores) y 72 °C (extensión del ADN). Los cultivos celulares se mantienen a 37 °C en incubadoras de CO₂. La criopreservación de muestras biológicas utiliza temperaturas desde -80 °C (hielo seco) hasta -196 °C (nitrógeno líquido). La pasteurización de la leche requiere calentar a 72 °C durante 15 segundos (método HTST).
Física e Ingeniería
En física e ingeniería, Celsius se utiliza para mediciones prácticas de temperatura, mientras que kelvin se prefiere para cálculos termodinámicos. La ciencia de materiales especifica temperaturas de tratamiento térmico en Celsius: el acero se enfría de aproximadamente 800-900 °C, las aleaciones de aluminio se tratan en solución a 460-530 °C, y las temperaturas de transición de vidrio de polímeros se informan en Celsius. En electrónica, los rangos de temperatura de funcionamiento de semiconductores se especifican en Celsius: un CI comercial típico opera de 0 a 70 °C, mientras que los componentes de grado militar están clasificados de -55 a 125 °C. La superconductividad ocurre a temperaturas extremadamente bajas: los superconductores convencionales requieren temperaturas cercanas al cero absoluto, mientras que los superconductores de alta temperatura (como YBCO) logran superconductividad por debajo de aproximadamente -180 °C (93 K).
Meteorología y Ciencia del Clima
En meteorología y ciencia del clima, todos los registros de temperatura y modelos climáticos utilizan Celsius (o, equivalente, kelvin para valores absolutos). La temperatura promedio global de la superficie es aproximadamente 15 °C, y el cambio climático se mide en fracciones de grado Celsius. El Acuerdo de París tiene como objetivo limitar el calentamiento global a 1.5 °C por encima de los niveles preindustriales. Las temperaturas oceánicas, los perfiles atmosféricos y los datos de núcleos de hielo se registran e informan en Celsius. La Organización Meteorológica Mundial mantiene registros de temperatura global en Celsius, lo que permite comparaciones consistentes entre países y décadas.
Interesting Facts
Anders Celsius originally defined his scale backward: 0° was the boiling point and 100° was the freezing point of water. The scale was inverted to its modern form after his death in 1744, likely by Carl Linnaeus, the famous botanist and taxonomist.
The temperature -40° is the same in both Celsius and Fahrenheit: -40 °C = -40 °F. This is the only point where the two scales intersect, and it can be verified algebraically: -40 × 9/5 + 32 = -72 + 32 = -40.
Absolute zero — the lowest possible temperature — is -273.15 °C (0 K). At this temperature, atoms would have minimal kinetic energy. Scientists have cooled substances to within billionths of a degree of absolute zero, but reaching it exactly is physically impossible according to the third law of thermodynamics.
The highest temperature ever reliably recorded on Earth's surface is 56.7 °C (134.1 °F), measured at Furnace Creek Ranch in Death Valley, California, on 10 July 1913. The lowest recorded temperature is -89.2 °C (-128.6 °F), at Vostok Station in Antarctica on 21 July 1983.
The surface of the Sun has a temperature of about 5,500 °C, while its core reaches approximately 15 million °C. At these temperatures, hydrogen atoms fuse into helium, releasing the energy that powers the Sun.
Room temperature is typically defined as 20 to 22 °C (68 to 72 °F) in scientific contexts. The IUPAC standard ambient temperature is exactly 25 °C (298.15 K), which is used as the reference temperature for standard thermodynamic data.
Water has an anomalous property: its maximum density occurs at approximately 3.984 °C, not at its freezing point of 0 °C. This means ice floats on water, and lakes freeze from the top down rather than the bottom up — a crucial fact for aquatic life surviving winter.
The Celsius and Kelvin scales use the same size degree. A temperature increase of 1 °C is identical to an increase of 1 K. The Fahrenheit degree is smaller: a change of 1 °C equals a change of 1.8 °F.
Before standardized temperature scales, people used qualitative descriptions or unreliable instruments. Daniel Gabriel Fahrenheit invented the first reliable mercury thermometer in 1714, and his Fahrenheit scale (1724) preceded Celsius's scale by 18 years.
Regional Variations
Global Celsius Dominance
The Celsius scale dominates temperature measurement globally. In Europe, Asia, Africa, South America, Oceania, and most of North America (Canada), Celsius is used for weather forecasts, cooking, medical measurements, industrial processes, and scientific work. When a European weather forecast says "tomorrow's high will be 28°," everyone understands this means Celsius. Oven settings, thermostat dials, and thermometer readings are all in Celsius. The European Union requires Celsius for all official temperature measurements, and EU product safety standards specify temperature limits in Celsius.
The United States
The United States is the sole major holdout. Americans describe a hot day as "95 degrees" (meaning Fahrenheit), set their ovens to "350°F" for baking, and consider "98.6°F" as normal body temperature. This creates a persistent cultural divide: American travelers abroad must mentally convert temperatures, and international visitors to the US face the reverse challenge. Despite periodic metrication efforts — the Metric Conversion Act of 1975 and the Omnibus Trade and Competitiveness Act of 1988 — Fahrenheit remains deeply entrenched in American daily life. However, US scientists universally use Celsius (and kelvin), and American medical devices increasingly display temperatures in both scales.
Other Countries and Territories
A few other countries and territories maintain partial Fahrenheit usage alongside Celsius. In the Bahamas, Belize, the Cayman Islands, and Palau, Fahrenheit is sometimes used due to American cultural influence, though Celsius is increasingly standard in official and scientific contexts. In the United Kingdom, weather forecasts are given in Celsius, but older generations sometimes reference Fahrenheit for hot weather ("It was 100 degrees!" meaning Fahrenheit). In practice, Celsius has been the official standard in the UK since the 1960s, and younger Britons are generally unfamiliar with Fahrenheit. Canada officially adopted Celsius in 1977, but proximity to the US means some Canadians still understand Fahrenheit references, particularly for cooking temperatures and swimming pool settings.