温度変換器：摂氏・華氏・ケルビン

温度変換器

温度変換器は、温度の読み取り値を、ある温度尺度から別の温度尺度へ変換します。たとえば、セルシウスから華氏への変換です。このページでは、1つの読み取り値を、一般的な4つの温度尺度、すなわちセルシウス、華氏、ケルビン、ランキンに同時に変換します。

計算機の機能

温度を入力し、それが測定された目盛を選択します。ページはまずセルシウスに変換し、そこから4つの目盛それぞれへ変換して、4つの答えをまとめて表示します。「コピー」ボタンを使うと、4つすべてがクリップボードに入ります。

絶対零度より低い温度はないため、それ未満の読み取り値は変換せず拒否されます。ページは、選択した目盛での絶対零度の値を示し、数値は表示しません。

温度目盛間の変換方法

セルシウスと華氏で異なるのは、1度の大きさと、ゼロの位置です。華氏1度はセルシウス1度の5/9の大きさで、0 °Cは32 °Fであり、0 °Fではありません。したがって、変換には乗算と加算が必要です。

$F = C \times \frac{9}{5} + 32$

$K = C + 273.15$

$R = (C + 273.15) \times \frac{9}{5}$

ここで、C はセルシウス度での温度、F は華氏度での温度、K はケルビンでの温度、R はランキン度での温度です。

各関係式は逆向きにして、反対方向へ変換できます。

$C = (F - 32) \times \frac{5}{9}$

$C = K - 273.15$

$C = R \times \frac{5}{9} - 273.15$

ケルビン度とセルシウス度は同じ大きさなので、この組み合わせにはずれの調整だけが必要です。ランキン度は華氏度と同じ大きさで、ランキンは絶対零度から始まるため、0 °R は0 K であり、ランキンの読み取り値は常に華氏の読み取り値に459.67を加えたものです。

9/5だけを全てだと考えるのが、よくある間違いです。乗算だけを行ってずれを忘れる変換器は、0 °Cを0 °Fと報告します。計算自体は正しく見えても、答えは32度ずれています。

ページが実際に使う1つの規則

変換器は、目盛の組み合わせごとに別々の公式を持っているわけではありません。各目盛について、1度の大きさとずれという2つの数値を保存し、1つの関係式を適用します。

$b = v \times s + o$

ここで、v は入力値、s はその目盛の1度をセルシウス度で測った大きさ、o はそのゼロをセルシウスのゼロに合わせるずれ、b はセルシウスでの読み取り値です。華氏の大きさは5/9、ずれは−160/9、ケルビンの大きさは1、ずれは−273.15です。逆方向では、同じ2つの手順を逆に行います。ページ上の各目盛はこの表の1行に対応するため、4つの答えが互いに食い違うことはありません。

どの定数が正確か

上で使った4つの数値はすべて測定値ではなく定義なので、より良い実験によって改訂されることはありません。

定数	値	正確か？	出典
セルシウスから華氏への比率	9/5	定義により正確	NIST SP 811、付録B
華氏のオフセット	32	定義により正確	NIST SP 811、付録B
セルシウスからケルビンへのずれ	273.15	定義により正確	SI Brochure；13回CGPM（1967/68）
華氏からランキンへのずれ	459.67	上の2つから正確に導かれる	NIST SP 811、付録B

このページで丸められるものは2つあり、どちらも定義定数ではありません。分数5/9には正確な十進表記がないため、それを十進数で表す場合は切り捨てになります。コードでは5/9と160/9を十進数ではなく分数のまま保持します。また、4つの結果は有効数字8桁で表示されます。丸められるのは表示だけです。変換自体は入力された値を使って実行されます。

計算例

穏やかな室温である20 °Cの読み取り値は、次のように変換されます。

華氏：20 × 9/5 は36で、36 + 32 は68 °F (20 °C)です。

ケルビン：20 + 273.15 は293.15 K です。

ランキン：20 + 273.15 は293.15で、293.15 × 9/5 は527.67 °R です。

2つ目の例は逆方向で、割り切れない結果になります。暑いオーブンの350 °F (177 °C)では、350 − 32 は318で、318 × 5/9 は176.6666… °C です。ページでは、有効数字8桁に丸めて176.66667 °Cと表示されます。

不動点

これらの読み取り値は覚えておく価値があり、各行は4つの目盛に順番に入力したテストで確認されています。

セルシウス	華氏	ケルビン	ランキン	内容
−273.15	−459.67	0	0	絶対零度
−40	−40	233.15	419.67	2つの日常的な目盛が共有する唯一の読み取り値
0	32	273.15	491.67	水が凍る温度
37	98.6	310.15	558.27	正常な人の体温
100	212	373.15	671.67	水が沸騰する温度

−40の行は偶然ではありません。華氏の数値はセルシウスの数値より速く増加し、より高い位置から始まるため、2本の線は1度だけ交差し、その交点が−40です。

絶対零度

絶対零度とは、物質が放出できる熱エネルギーを何も残していない点です。これは−273.15 °Cにあり、この値は正確です。ケルビンとセルシウスの1度は同じ大きさで、両者のゼロ点は定義上273.15離れています（13回CGPM、1967/68）。他の目盛では、−459.67 °F (-273 °C)、0 K、0 °R です。

ページは、それ未満の読み取り値を拒否します。絶対零度未満の数値は、非常に冷たい温度ではなく、温度ではありません。

チェックでは、比較する前に両辺を丸めます。コンピューターがこれらの数値を二進数で保存し、273.15には正確な二進数表現がないため、絶対零度は一方の経路では内部のセルシウス値−273.15に、別の経路では−273.15000000000003になります。丸める前の値を比較すると、絶対零度が絶対零度より低いとユーザーに伝えることになります。

同じ丸め誤差は答えにも現れます。−459.67 °F (-273 °C)を変換すると、0 K ではなく、約−0.000000000000028 K になります。変換器は、このような小さな残差を、同程度の大きさの2つの数を引いたことによる誤差と認識し、きれいな0 K と報告します。

よくある質問

セルシウスを華氏に変換するには？ セルシウスの読み取り値に9/5を掛け、次に32を加えます。20 °Cの場合、20 × 9/5 は36で、36 + 32 は68 °Fです。

華氏をセルシウスに変換するには？ まず32を引き、次に5/9を掛けます。68 °Fの場合、68 − 32 は36で、36 × 5/9 は20 °Cです。

32を引くだけでは不十分なのはなぜですか？ 2つの目盛では、1度の大きさも異なるからです。華氏1度はセルシウス1度の5/9なので、温度が上がるにつれて2つの読み取り値の差は広がります。0 °Cでは差は32、100 °Cでは112です。

頭の中ですばやく概算する方法はありますか？ セルシウスの読み取り値を二倍して30を加えると、日常的な温度では近い値になります。20 °Cに対しては70となり、実際の値68 °Fに近い結果です。誤差は温度とともに大きくなるため、変換ではなく大まかな目安です。

ランキンとは何で、誰が使いますか？ ランキンは、華氏と同じ大きさの度を使い、絶対零度から始まる絶対温度目盛です。絶対温度が必要で、周囲の数値が華氏で示される米国の一部の工学分野で使われます。

ページの小数点以下の桁数が、予想より少ないことがあるのはなぜですか？ 結果は有効数字8桁に丸められます。176.6666… °C のように無限に繰り返す値は、176.66667 °Cと表示されます。丸めは表示にだけ適用されます。

温度変換器：摂氏・華氏・ケルビン

Temperature Converter

Converted temperature

ドキュメンテーション