뉴턴도(Newton Scale)는 1701년 영국의 물리학자이자 수학자인 아이작 뉴턴(Isaac Newton, 1643~1727)이 고안한 온도의 척도이다. 뉴턴은 자신의 온도 측정 장치를 "온도계"라고 불렀으나, "온도"라는 용어는 사용하지 않고 대신 "열의 정도"(gradus caloris)라는 표현을 사용하였다.
뉴턴도는 1701년 영국 왕립학회의 학술지 《철학적 거래》(Philosophical Transactions)에 익명으로 발표되었으며, 같은 시기에 발표된 뢰머도와 함께 이후 오늘날 "온도"로 불리는 개념을 객관적으로 측정하려는 최초의 시도 중 하나로 평가된다. 뉴턴이 열역학에 대한 이론적 관심보다는 실제 사용을 위해 이 척도를 개발했을 것으로 추정되며, 1695년 조폐국장 및 1699년 조폐청장으로 재임하면서 금속의 녹는점에 대한 관심을 갖게 된 것이 배경이 되었을 가능성이 제기된다.
뉴턴은 온도 측정 재료로 아마인유를 사용하여 그 부피 변화를 측정하였다. 이 척도에서 0도(0°N)는 겨울에 물이 얼기 시작하는 공기의 열로 설정되었으며, 이는 현대의 섭씨 0도(0°C)에 해당한다. 물이 끓기 시작하는 열은 33도(33°N)로 제시되었으나, 이는 엄밀한 정의 기준점은 아니다. 뉴턴은 그의 저술에서 기상 기온 범위에 더하여 총 18개의 기준점을 제시하였으며, 이를 산술 수열과 기하 수열의 두 체계로 분류하였다.
뉴턴도의 주요 기준점은 다음과 같다.
- 0°N: 겨울에 물이 얼기 시작하는 공기의 열
- 2~4°N: 봄·가을 공기의 열
- 4~6°N: 여름 공기의 열
- 12°N: 정상 체온
- 17°N: 손을 담그고 가만히 있을 때 견딜 수 있는 목욕의 최고 온도
- 24°N: 고체 왁스가 녹는 온도
- 33°N: 물이 끓기 시작하는 온도
- 34°N: 물이 격렬하게 끓는 온도
- 96°N: 납의 녹는점
- 192°N: 최대한 밝게 빛나는 철의 온도
뉴턴은 아마씨 온도계를 사용하여 주석의 융점까지 측정할 수 있었으며, 그보다 높은 온도에서는 충분히 두꺼운 철 조각을 가열한 뒤 금속 및 합금 시료를 올려 녹는 과정과 응고 시간을 기준으로 "열의 정도"를 판정하는 별도의 측정 방식을 사용하였다. 이 과정에서 그는 두 시스템 간의 측정값을 연결하기 위해 주석의 녹는점을 기준점으로 활용하였다. 이 두 번째 측정 체계를 통해 뉴턴은 이후 "뉴턴의 냉각 법칙"으로 알려지게 된 대류 열전달 법칙을 도출하게 되었다.
뉴턴도는 현재의 섭씨와 화씨, 켈빈 등과 수학적인 변환 관계가 정리되어 있다. 예를 들어 섭씨 온도 [°C]는 대략 [°N] × 100⁄33로 환산되며, 역으로 뉴턴도는 [°C] × 33⁄100으로 계산된다. 화씨와의 관계는 [°F] = [°N] × 60⁄11 + 32, 켈빈과의 관계는 [K] = [°N] × 100⁄33 + 273.15로 표현된다. 다만 객관적으로 검증 가능한 기준점(물의 어는점, 물의 끓는점 등)에서 서로 일치하지 않는 데이터 값이 고온의 범위에서 나타나기 때문에, 뉴턴도와 섭씨 눈금 사이의 정밀한 "변환"은 엄밀한 의미에서는 불가능하다는 지적이 있다.
뉴턴도는 오늘날 실용적인 온도 척도로 사용되지는 않으며, 역사적인 온도 눈금으로서 온도 측정의 발전 과정을 이해하는 데 의의가 있다.
