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Sebbene inizialmente era definito dal punto di congelamento dell'acqua (e successivamente il punto di fusione del ghiaccio), la scala Celsius è ufficialmente una scala derivata, definita rispetto al scala di temperature Kelvin.
Zero della scala Celsius (da 0 °C) viene definito come l'equivalente di 273,15 K, con una differenza di temperatura di 1 °C equivalente a una differenza di 1 K, il che significa l'unità di misura in ogni scala è lo stesso. Ciò significa che 100 °C, precedentemente definito come il punto di ebollizione dell'acqua, è ora definito come l'equivalente di 373,15 K.
La scala Celsius è un sistema di intervallo ma non un sistema di rapporto, il che significa che segue una scala relativa ma non una scala assoluta. Questo può essere visto perché l'intervallo di temperatura tra 20 °C e 30 °C è lo stesso di quello tra 30 °C e 40 °C, ma 40 °C non ha il doppio dell'energia termica dell'aria di 20 °C.
Rømer è una scala di temperatura che prende il nome dall'astronomo danese Ole Christensen Rømer, che la propose nel 1701. In questa scala, lo zero è stato inizialmente impostato tramite congelamento della salamoia. Il punto di ebollizione dell'acqua è stato definito come 60 gradi. Rømer osservò quindi che il punto di congelamento dell'acqua pura era di circa un ottavo del cammino (circa 7,5 gradi) tra questi due punti, così ha ridefinito il punto fisso più basso per essere sicuro che il punto di congelamento dell'acqua fosse esattamente a 7,5 gradi. L'inventore della scala Fahrenheit Daniel Gabriel Fahrenheit apprese dal lavoro di Rømer aumentando il numero di divisioni da un fattore di quattro e stabilì quello che oggi è conosciuta come la scala Fahrenheit.