22-07-2008 14:15
| Bart van den Dikkenberg
Als water bevriest bij 100 graden, terwijl het kookt bij 0 graden, is er niets vreemds aan de hand; als je de temperatuurschaal van Celsius maar gebruikt.
Anders Celsius wordt op 27 november 1701 geboren in het Zweedse Uppsala. Zijn vader Nils is daar hoogleraar astronomie. Zijn beide grootvaders zijn eveneens hoogleraar in Uppsala geweest: Magnus Celsius als wiskundige en Anders Spole als hoogleraar sterrenkunde.
De jonge Anders valt op door zijn wiskundig inzicht. Op 29-jarige leeftijd wordt hij hoogleraar astronomie aan de universiteit van Uppsala. Hij begint in 1732 een vierjarige reis langs de beroemde sterrenwachten van Europa. Hij komt daardoor in contact met toonaangevende sterrenkundigen van de achttiende eeuw.
Algauw na zijn terugkeer in Zweden doet Celsius mee met de ”Lapland expeditie” van de Franse astronoom Maupertuis. Deze sterrenkundige gaat na of de aarde aan de beide polen is afgeplat. Volgens Isaac Newton is dat een logisch gevolg van de draaiing van de aarde om zijn as.
In het hoge noorden van Zweden onderzoekt Maupertuis’ team de afstand tussen de meest noordelijke meridianen bij het plaatsje Torneålet bij overhalen van tekst op a met rondje erop!. De uitkomsten hiervan vergelijkt hij met metingen in Peru op de evenaar. Het onderzoek bevestigt Newtons bewering dat de aarde een ellipsoïde is, die afgeplat is aan de beide polen.
Celsius’ deelname aan deze expeditie maakt hem bekend bij de Zweedse regering. Hij weet daar geld los te krijgen voor de bouw van een observatorium in Uppsala. Deze sterrenwacht komt in 1741 af en is voorzien van de modernste observatie-instrumenten van die tijd.
Bij de normale taak van een hoogleraar astronomie behoort ook het doen van aardrijkskundig en weerkundig onderzoek. Om een nieuwe Zweedse landkaart samen te stellen, voert Celsius landmetingen uit. Hij komt er als eerste achter dat de noordelijke landen van Europa langzaam stijgen ten opzichte van de zeespiegel.
Het meeste van zijn werk publiceert Celsius in tijdschriften van het koninklijke genootschap van wetenschappen in Uppsala. Hij is van 1725 tot zijn overlijden, in 1744, secretaris van dit genootschap. Als astronoom doet Celsius waarnemingen aan zonsverduisteringen en allerlei andere sterrenkundige verschijnselen. Hij stelt een catalogus samen waarin hij 300 sterren rangschikt naar helderheid. Zijn populairste boek, dat hij in die tijd schrijft, is ”Meetkunde voor de Zweedse jeugd”.
Voor zijn weerkundige metingen maakt Celsius zijn wereldberoemde thermometer. Hij publiceert daarop in 1742 ”De oorsprong van Celsius’ temperatuurschaal”. Zijn idee is niet nieuw. Ook Isaac Newton is ermee bezig geweest.
Anders dan de andere wetenschappers gebruikt Celsius de temperatuur van smeltend ijs en niet die van bevriezend water als ijkpunt. De experimenten om zijn thermometer te ijken, voert hij ’s winters uit. Dat kost hem twee jaar. Door hetzelfde experiment steeds weer te doen, ontdekt hij dat de temperatuur waarbij ijs smelt steeds dezelfde is.
Eenzelfde ijkpunt vindt hij in damp boven kokend water. Op het moment dat hij de thermometer uit de waterdamp haalt, lijkt de temperatuur volgens de meter nog een beetje te stijgen. Dat komt doordat de glazen buis van de thermometer snel afkoelt en krimpt, waardoor het kwik nog iets verder omhooggaat.
De luchtdruk heeft ook invloed op het kookpunt van water. Als de luchtdruk hoog is, staat het kwik in de barometer hoog. Celsius beweert: „De temperatuur van kokende waterdamp heeft een vaste verhouding met de hoogte van het kwik in de barometer.”
Celsius besluit een eigen temperatuurschaal te gebruiken. Hij stelt het kookpunt van water vast op 0 graden en het vriespunt op 100 graden. Na zijn dood keert Carolus Linnaeus deze temperatuurschaal om, zodat water tegenwoordig kookt bij 100 graden Celsius en bevriest bij 0 graden Celsius. In het blad Hortus Uppsaliensis van 16 december 1745 noteert Linnaeus: „Onze thermometer geeft 0 bij het vriespunt van water en 100 graden bij het kookpunt van water.”
Tegenwoordig wordt de temperatuur officieel in de eenheid Kelvin uitgedrukt, maar graden Celsius is nog steeds een veelgebruikte, en officieel toegestane, eenheid.
Anders Celsius overlijdt op 25 april 1744 aan tuberculose, slechts 42 jaar oud. Hij is begraven naast zijn grootvader Magnus Celsius in de kerk van oud Uppsala.
