Converter K para °C

O kelvin começa no zero absoluto, onde já não há energia térmica a retirar, e os seus passos são do mesmo tamanho que os do Celsius. Ele não leva símbolo de grau: escreve-se 300 K, não 300 °K.

A escala Celsius coloca o zero no ponto de congelamento da água e o cem no de ebulição, ao nível do mar. Anders Celsius tinha proposto a escala ao contrário: para ele o zero era a ebulição.

kelvin e grau Celsius não começam a contar do mesmo lugar, então nenhum número sozinho converte entre os dois. Multiplicar é exatamente o erro que esta página existe para evitar: acerta em uma única temperatura e erra em todas as outras, e o erro cresce quanto mais longe desse ponto você estiver.

As duas pontas da escala desta página mostram isso. 0 K são -273,15 °C e 100 K são -173,15 °C: cem passos de um lado, 100 do outro, e os dois zeros em lugares diferentes. Por isso a fórmula lá em cima tem duas partes, algo para multiplicar e algo para somar; tire a soma e o resultado para de errar devagar e passa a errar feio.

O kelvin começa no zero absoluto, o ponto em que não sobra energia térmica para tirar e abaixo do qual não existe nada para medir. É isso que faz dele uma escala em que dá para multiplicar: 200 K são de fato o dobro de 100 K, do jeito que 200 °C não são o dobro de 100 °C.

Nem Celsius nem Fahrenheit podem dizer o mesmo. Os zeros deles foram escolhidos, não encontrados, e por isso o dobro de uma leitura em Celsius não significa absolutamente nada.

Tire 273,15 e a conversão está pronta. Um kelvin e um grau Celsius têm o mesmo tamanho, então nada é escalado: 300 K são 26,85 °C, 273,15 K são 0 °C, e 0 K são −273,15 °C. Não há multiplicação nenhuma e nenhuma ordem de operação para errar, o que torna esta a conversão menos propensa a erro da categoria.

A checagem que vale a pena rodar é contra 300. Quase todo número em kelvin descrevendo algo perto do qual uma pessoa conseguiria ficar fica entre 250 e 320 K, então uma resposta longe dessa faixa deveria ler como longe do comum — 200 K são −73 °C e pertencem a um freezer de laboratório, 400 K são 127 °C, passando do ponto de ebulição da água. Um número em kelvin na casa dos milhares baixos quase certamente é uma temperatura de cor, não calor, um problema inteiramente diferente.

Uma lâmpada marcada 2700 K não está a 2.427 °C, e converter isso não diz nada útil sobre a lâmpada. Temperatura de cor nomeia a temperatura à qual um corpo negro idealizado precisaria ser aquecido para a luz dele bater com a cor desta. Numa incandescente antiga a coincidência é quase literal, porque o filamento de fato rodava perto de 2.700 K, mas um LED marcado 2700 K fica em torno de 60 °C e está imitando uma cor, não uma temperatura.

A prateleira é uma lista curta: 2700 K é o amarelo quente de uma incandescente, 3000 K um quente mais branco, 4000 K um branco neutro de escritório, 5000 a 5600 K luz do dia, e 6500 K o padrão azulado usado em tela e comparação de cor. Converter qualquer um desses produz um número em Celsius entre cerca de 2.400 e 6.200 que está certo sobre um irradiador hipotético e irrelevante sobre o objeto na sua mão.

O vocabulário roda ao contrário da física. Uma lâmpada de 2700 K é vendida como quente e uma de 6500 K como fria, enquanto 6500 K é de longe o corpo negro mais quente. As palavras descrevem como a luz é sentida — amarelo e laranja leem como quente, azul lê como frio — e se firmaram muito antes de os números serem impressos na embalagem, então os dois sistemas hoje apontam em direções opostas na mesma caixa.

É a fonte da maioria das compras de iluminação decepcionantes. Alguém querendo um ambiente mais aconchegante pega o número maior porque soa como mais calor, e compra 5000 K, que é a luz de um meio-dia nublado. A regra que sobrevive ao contato com a loja é que o número descreve a cor e corre de laranja para azul conforme sobe, enquanto a palavra ao lado descreve a sensação e corre na direção contrária.

Acima de cerca de mil kelvin, os 273,15 são ruído. A fotosfera do Sol fica em torno de 5.772 K, que são 5.499 °C, e citar isso como 5.500 °C não perde nada, porque o número em kelvin já carregava mais incerteza que a diferença de escala. O mesmo vale para um filamento de tungstênio perto de 3.000 K, a chama de uma vela perto de 1.700 K ou o interior de uma estrela nos milhões.

A astronomia usa kelvin o tempo todo em parte por esse motivo e em parte porque a maior parte da faixa interessante fica longe de qualquer zero em Celsius relevante. A superfície de Vênus são 737 K, ou 464 °C. A radiação cósmica de fundo são 2,725 K, ou −270,4 °C — e ali a diferença de escala é essencialmente a resposta inteira, o número em Celsius sendo feito quase completamente da constante, uma boa ilustração de por que a área não se preocupa em converter.

Abaixo de cerca de 100 K, o número em Celsius vira o pouco útil. Nitrogênio líquido ferve a 77 K, que são −196 °C; hélio líquido a 4,2 K, ou −269 °C. Trabalhar em Celsius aqui significa carregar um número negativo grande cujos dígitos informativos ficam na ponta distante, e reduzir a temperatura pela metade transforma −196 em −235, uma mudança que lê como pequena e não é.

Em kelvin, o mesmo passo é 77 para 38,5, visivelmente uma redução pela metade, e esse é o motivo prático de a criogenia ser escrita em kelvin, não uma questão de gosto. A temperatura de transição de supercondutores segue a mesma convenção: os supercondutores de alta temperatura que causaram tanto entusiasmo transicionam em algum lugar entre 90 e 135 K, que são −183 a −138 °C e não soam altos até você saber que os anteriores precisavam de 4 K.

Uma ficha técnica citando um coeficiente em ppm/K, uma resistência térmica em K/W ou uma deriva em µV/K está descrevendo uma variação, e uma variação é o mesmo número em Celsius. Nada é subtraído: 50 ppm/K são 50 ppm por grau Celsius. Fabricante escreve K porque o kelvin é a unidade SI de temperatura, não porque o número pertença a uma escala absoluta.

A barra é o sinal. Uma leitura é escrita 300 K; uma taxa é escrita por K, e só a leitura leva a diferença de escala. Algumas fichas técnicas misturam os dois numa página só — uma faixa de operação em °C, um coeficiente em ppm/K, um número de junção-para-ambiente em °C/W — e a mistura não é inconsistência. A exceção genuína é o valor B de um termistor, citado em kelvin porque fica dentro de uma exponencial de 1/T e precisa da temperatura absoluta.

Números em kelvin chegam com precisões muito diferentes, e a conversão não acrescenta nenhuma. 2,725 K é uma medição com quatro algarismos significativos e converte para −270,425 °C com todos intactos. 5.772 K é um valor nominal, e 5.498,85 °C exagera a precisão dele. Os 2700 K numa lâmpada são uma faixa de marketing, e lâmpadas vendidas sob esse rótulo variam cem kelvin ou mais entre fabricantes.

O hábito que mantém um relatório honesto é manter os dígitos que o número em kelvin tinha e nenhum a mais, depois decidir se os 0,15 sobrevivem. Abaixo de cerca de 10 K, sempre sobrevivem, porque dominam a resposta. Entre 250 e 400 K, geralmente sobrevivem, porque um décimo de grau é uma distinção real ali. Acima de 1.000 K, nunca sobrevivem, e carregar eles é sinal de que o número saiu de um conversor em vez de uma decisão.

O balanço de branco de uma câmera em kelvin é ajustado para a cor da luz que cai sobre a cena, não para a cor que você quer na saída. Sob tungstênio a cerca de 3.200 K, ajustar a câmera para 3.200 K produz branco neutro; ajustar para 5.600 K diz à câmera que a luz é mais azul do que de fato é, e ela compensa esquentando tudo em direção ao laranja.

A direção confunde as pessoas porque o botão se comporta como uma estética: aumentar o número esquenta a imagem e diminuir esfria, o oposto do que a física do número sugere. É a mesma inversão do corredor de iluminação, vista do outro lado. Converter qualquer um desses ajustes para Celsius não tem uso nenhum — 3.200 K seriam 2.927 °C, uma afirmação sobre um filamento hipotético, impressa numa página sobre o menu de uma câmera.