دمای بدن خود، هوای بیرون از پنجره، آبی که حمام یا استخر را پر می کند و بسیاری از پدیده ها و اشیاء اطراف خود را بدانید. انسان مدرن، رایج شده است و فرآیند اندازه گیری برای همه ساده و قابل دسترس شده است. اگر در مورد دمای فردی یا چیزی سوالی بپرسید، بعید است که اعداد داده شده در پاسخ باعث گیج و سردرگمی شوند و کاملاً نامشخص باشند.

دلیل این امر، اندازه گیری گسترده یک کمیت فیزیکی معین در مقیاس سلسیوس تقریباً در همه چیز است. با این حال، در ایالات متحده آمریکا، کانادا، انگلستان و تعدادی از کشورهای دیگر، تعیین دما با استفاده از سیستم فارنهایت در زندگی روزمره رایج است. برای درک یکدیگر کافی است محدوده هر مقیاس و نسبت آنها را بر حسب فارنهایت و سانتیگراد تصور کنید.

موضوع اندازه گیری یا دما چیست؟

این اصطلاح از کلمه دما (که از لاتین به عنوان "وضعیت / جابجایی عادی" ترجمه شده است) می آید. از دیدگاه فیزیک، این کمیتی است که تحرک مولکول های یک ماده و انرژی درونی آن را مشخص می کند. هرچه ذرات سریعتر حرکت کنند، بیشتر با یکدیگر برخورد می کنند - بالاتر مقدار دما. از این رو، هنگام گرم شدن، حجم اجسام و مواد افزایش می یابد. اما دما و گرما مفاهیم یکسانی نیستند. به همان اندازه گرم شد نشانگرهای دمااجسام توانایی های متفاوتی برای گرم کردن اجسام خارجی دارند (مثلاً تفاوت در سرعت جوشاندن کتری روی یک مشعل کوچک و بزرگ).

اختراع دانیل گابریل فارنهایت

این فیزیکدان هلندی که در سال 1686 در شهر گدانسک لهستان به دنیا آمد، خیلی زود شروع به کار کرد فعالیت علمی. او با دستان خود جمع آوری کرد ابزار اندازه گیریو در سن 23 سالگی و 5 سال بعد - جیوه را اختراع کرد. در سال 1724 فارنهایت پیشنهاد داد جامعه علمیسیستم اندازه گیری دمای آن بعدها دستخوش تغییراتی شد. هدف این دانشمند ایجاد مقیاسی بدون ارزش منفی بود، بنابراین بیشترین استفاده را کرد دمای پایین، شناخته شده در آن زمان - ذوب مخلوطی از یخ، آب و آمونیاک. برای تعیین یک تقسیم بر روی دماسنج - یک درجه - فیزیکدان از محدوده بین نشانگر ذوب یخ و آب در حال جوش استفاده کرد و آن را به 180 قسمت مساوی تقسیم کرد.

سیستم آندرس سلسیوس

ستاره شناس، زمین شناس و هواشناس که در سال 1701 در سوئد متولد شد، مقیاس خود را در سال 1742 پیشنهاد کرد. در ابتدا از نقطه جوش آب صفر و دمای ذوب آن 100 درجه استفاده می شد. جهت گسترده ترین مقیاس در جهان امروز توسط کارل لینه معاصر سلسیوس در سال مرگ نویسنده آن - 1744 تغییر کرد. بنابراین، شکل فعلی خود را به دست آورد. دمای پایین تر از نقطه ذوب یخ مانند دمای بالا اندازه گیری می شود، اما معنی منفی.

رابطه فارنهایت و سلسیوس

برای مقایسه این دو سیستم، استانداردهای دمایی شناخته شده - آب جوش، ذوب یخ، هنجار یک سالم بدن انسان.

اعداد به شرح زیر خواهد بود - 100 درجه، 0 درجه و یک مقدار متوسط ​​تقریبی از 36 تا 37 درجه در مقیاس سانتیگراد. در فارنهایت نسبت 212 درجه، 32 درجه و تقریباً 98 درجه خواهد بود. یکی از مفاهیم کلیدی در اندازه گیری دما، صفر مطلق است - یک مقدار نظری که نقطه مرجع و استاندارد برای هر گونه استفاده از سیستم ها است. این کمیت با عدم حرکت ذرات ماده مشخص می شود. این ارقام در نسبت سانتیگراد و فارنهایت برابر با 273.15- و -459.67 درجه است.

تبدیل مقادیر از یک سیستم به سیستم دیگر بسیار ساده است. برای چنین تبدیل حسابی، فرمولی وجود دارد که در دو جهت (بسته به شاخص اصلی) استفاده می شود. نسبت به سانتیگراد 1:5/9 است.

بنابراین، برای تبدیل قرائت دماسنج فارنهایت به سیستم سانتیگراد، باید 32 را از مقدار اصلی کم کرده و در 5/9 ضرب کرد.

بر این اساس، تبدیل معکوس طبق فرمولی انجام می شود که در آن داده های مقیاس سانتیگراد در 9/5 ضرب شده و 32 اضافه می شود.

برای درک هر دو سیستم و استفاده از آنها در زندگی روزمره، به هیچ وجه لازم نیست که هر بار از محاسبات ریاضی استفاده کنید. اگر استفاده از یک سیستم ناآشنا ضروری است، کافی است کمی تمرین کنید و ارزش تقریبیداده ها در نسبت فارنهایت و سانتیگراد به راحتی "با گوش" تعیین می شوند.

دانیل گابریل فارنهایت (1686/05/24 - 1736/09/16) - فیزیکدان آلمانی. در دانزیگ (گدانسک کنونی) به دنیا آمد. از سال 1707 او به سراسر آلمان سفر کرد و به عنوان تولید کننده سازهای مختلف به حرفه ای دست یافت. در سال 1717 به آمستردام نقل مکان کرد و در آنجا خود را به عنوان استاد ساز ابزار و آلات تثبیت کرد. او بیشتر عمر خود را در هلند گذراند.

فارنهایت با دانشمندان برجسته زمان خود، به ویژه با P. Muschenbroek، V. Gravesande و دیگران ملاقات کرد و با آنها مکاتبه کرد. در سال 1709 او یک دماسنج الکلی ساخت، در سال 1714 - دماسنج جیوه ای. او (1710 یا 1714) مقیاس دمایی (مقیاس فارنهایت) را پیشنهاد کرد که در آن فاصله دمایی بین نقطه ذوب یخ و نقطه جوش آب به 180 قسمت (درجه) تقسیم می‌شد و نقطه ذوب یخ با مقداری مطابقت داشت. 32 درجه فارنهایت، و نقطه جوش آب - 212 درجه فارنهایت. دماسنج های فارنهایتی اولین دماسنج های کاربردی بودند.

فارنهایت پدیده ابرسرد شدن آب (1721) و وابستگی نقطه جوش مایع به فشار و محتوای نمکهای محلول در آن را مطالعه کرد. او یک دماسنج طراحی کرد که امکان تعیین فشار را با استفاده از داده های نقطه جوش فراهم می کرد. دمای مخلوط آب سرد و گرم را تعیین کرد. او هیدرومتر وزن را بهبود بخشید و جداول وزن مخصوص اجسام را تهیه کرد (1724).

عضو انجمن سلطنتی لندن (1724).

فارنهایت واحد اندازه گیری دما با مقیاس خطی است. برای مدت طولانی، مقیاس فارنهایت مقیاس اصلی در کشورهای انگلیسی زبان بود، اما در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 تقریباً با مقیاس سانتیگراد جایگزین شد. فقط در جامائیکا، ایالات متحده آمریکا و بلیز مقیاس فارنهایت هنوز به طور گسترده برای اهداف داخلی استفاده می شود [منبع 335 روز مشخص نشده است].

این مقیاس به افتخار دانشمند آلمانی-لهستانی گابریل فارنهایت که آن را در سال 1724 پیشنهاد کرد، نامگذاری شده است.

در مقیاس فارنهایت، نقطه ذوب یخ +32 درجه فارنهایت و نقطه جوش آب +212 درجه فارنهایت (در دمای معمولی) است. فشار جو). علاوه بر این، یک درجه فارنهایت برابر است با 1/180 اختلاف بین این دماها. محدوده 0 درجه ... + 100 درجه فارنهایت تقریباً با محدوده -18 درجه ... + 38 درجه سانتیگراد مطابقت دارد. صفر در این مقیاس با نقطه انجماد مخلوطی از آب، یخ و آمونیاک تعیین می شود و 100 درجه فارنهایت دمای طبیعی بدن انسان است (اما فارنهایت در آخرین اندازه گیری اشتباه بود: دمای طبیعی بدن انسان. 97.9 درجه فارنهایت است. طبق یک نسخه، 100 درجه مقیاس دمافارنهایت دمای بدن همسرش را اندازه گرفت که در زمان اندازه گیری دما دچار تب بود [منبع 335 روز مشخص نشده است] - این، و نه خود خطای اندازه گیری، باعث می شود که نقطه سانتی گراد تغییر کند. 2.1 درجه فارنهایت.

دمای بر حسب درجه فارنهایت اکنون عجیب نیست. اغلب در بسیاری از ابزارهای خارجی، به ویژه در دماسنج های پزشکی و هواشناسی نشان داده می شود. مقیاس فارنهایت محبوب ترین مقیاس دمای خارج از سیستم SI است. ما تصمیم گرفتیم کمی به تاریخ بپردازیم و برای خوانندگان کنجکاو پورتال خود تاریخچه ایجاد این مقیاس درجه حرارت بسیار قدیمی، اما همچنان محبوب در برخی کشورها را بیان کنیم.

در بسیاری از کتاب های مرجع، از جمله ویکی پدیای روسی، از دانیل گابریل فارنهایت به عنوان فیزیکدان آلمانی یاد شده است. با این حال، طبق دایره المعارف بریتانیکا، او یک فیزیکدان هلندی بود که در 24 مه 1686 در لهستان در گدانسک به دنیا آمد. خود فارنهایت ابزارهای علمی ساخت و در سال 1709 دماسنج الکلی و در سال 1714 دماسنج جیوه ای را اختراع کرد.

در سال 1724، فارنهایت به عضویت انجمن سلطنتی لندن درآمد و مقیاس دمایی خود را به آن ارائه داد. مقیاس بر اساس سه نقطه مرجع ساخته شد. در نسخه اصلی (که بعداً تغییر یافت) دمای محلول آب نمک (یخ، آب و کلرید آمونیوم به نسبت 1:1:1) را به عنوان نقطه صفر در نظر گرفت. دمای این محلول در 0 درجه فارنهایت (17.78- درجه سانتیگراد) تثبیت شد. نقطه دوم 32 درجه فارنهایت نقطه ذوب یخ بود، یعنی. دمای مخلوطی از یخ و آب به نسبت 1:1 (0 درجه سانتیگراد). نکته سوم دمای طبیعی بدن انسان است که 96 درجه فارنهایت را به آن اختصاص داد.

چرا چنین اعداد عجیب و غیر گردی انتخاب شدند؟ طبق یک داستان، فارنهایت در ابتدا کمترین دمای اندازه گیری شده در مقیاس خود را به عنوان صفر مقیاس خود انتخاب کرد. زادگاهگدانسک در زمستان 1708/09 بعدها، زمانی که لازم شد این دما به خوبی تکرار شود، او آن را تکثیر کرد آبنمک. یک توضیح برای عدم دقت دمای به‌دست‌آمده این است که فارنهایت توانایی ساخت محلول آب نمک خوب برای به دست آوردن یک ترکیب تعادلی یوتکتیک دقیق از کلرید آمونیوم را نداشت (یعنی ممکن است چندین نمک را حل کرده باشد و نه به طور کامل).

یکی دیگه داستان جالبمربوط به نامه ای از فارنهایت به دوستش هرمان بوئرهاو است. بر اساس این نامه، مقیاس او بر اساس کار ستاره شناس اولوف رومر، که فارنهایت قبلا با او ارتباط برقرار کرده بود، ایجاد شد. در مقیاس رومر، محلول نمکی در صفر درجه منجمد می شود، آب در 7.5 درجه، دمای بدن انسان 22.5 درجه و آب در 60 درجه می جوشد (نظری وجود دارد که این مشابه 60 ثانیه در یک ساعت است). فارنهایت هر عدد را در چهار ضرب کرد تا قسمت کسری حذف شود. در این حالت نقطه ذوب یخ 30 درجه بود. و دمای فرد 90 درجه است. او جلوتر رفت و ترازو را طوری حرکت داد که نقطه یخ 32 درجه و دمای بدن انسان 96 درجه بود. بنابراین، تقسیم فاصله بین این دو نقطه، که به 64 درجه می رسید، به سادگی با تقسیم مکرر فاصله به نصف امکان پذیر شد. (64 برابر 2 به توان ششم است).

وقتی نقطه جوش آب را با دماسنج های کالیبره شده خود اندازه گرفتم، مقدار فارنهایت حدود 212 درجه فارنهایت بود. متعاقباً، دانشمندان تصمیم گرفتند مقیاس را کمی مجدداً تعریف کنند و یک مقدار دقیق را به دو نقطه مرجع قابل تکرار اختصاص دهند: نقطه ذوب یخ در 32 درجه فارنهایت و نقطه جوش آب در 212 درجه فارنهایت. در همان زمان، دمای طبیعی انسان در این مقیاس پس از اندازه گیری های جدید و دقیق تر، حدود 98 درجه فارنهایت و نه 96 درجه فارنهایت مشخص شد.

مقیاس فارنهایت 290 سال است که وجود دارد. در کشورهای انگلیسی زبان، تا دهه 60 قرن بیستم، مقیاس اولویت در صنعت، پزشکی و هواشناسی بود. متعاقباً کشورهای اروپایی به مقیاس سانتیگراد روی آوردند. اما هنوز در ایالات متحده پیوند خاصی به مقیاس فارنهایت وجود دارد. اغلب کودکان یا زنان خانه دار در آمریکا نمی دانند دمای هوای 20 درجه سانتی گراد چقدر است. زیاد است یا کم؟ 68 درجه فارنهایت موضوع دیگری است که همه چیز برای همه روشن می شود. بنابراین، پیش بینی آب و هوا در آمریکا همیشه شامل درجه حرارت بر حسب درجه فارنهایت است.

روزنامه های انگلیسی تمایل دارند دمای هوا را بر حسب درجه سانتیگراد گزارش کنند، اما جدول تبدیل به فارنهایت را نیز ارائه می دهند. عناوین اخبار در مطبوعات بریتانیا تمایل دارند درجه سانتیگراد را برای دمای منفی و فارنهایت را برای دمای مثبت نشان دهند. در فوریه 2006 در بزرگترین روزنامه را بار مقاله ای در مورد روانشناسی پیش بینی آب و هوا منتشر شد که در آن بیان شد که -6 درجه سانتیگراد برای یک فرد سردتر از 21 درجه فارنهایت و 94 درجه فارنهایت از 34 درجه سانتیگراد تأثیرگذارتر به نظر می رسد.

تبدیل درجه فارنهایت به درجه سانتیگراد و بالعکس کار سختی نیست. برای راحتی شما در زیر صفحه نخستاین سایت دارای یک ماشین حساب آنلاین دما است که فوراً فارنهایت را به درجه سانتیگراد تبدیل می کند.

> مقیاس فارنهایت

مقیاس درجه حرارت فارنهایت. فرمول نحوه تبدیل مقدار دما به درجه سانتیگراد و اینکه بر حسب درجه با چه دمایی مطابقت دارد را مطالعه کنید.

در مقیاس فارنهایت، آب در 32 درجه یخ می زند و در 212 می جوشد.

هدف یادگیری

• سیستم مقیاس درجه حرارت فارنهایت و فرآیند تبدیل به سانتیگراد را بدانید.

نکات اصلی

• این سیستم علائم جوش و انجماد آب را دقیقاً 180 درجه تنظیم می کند. بنابراین، یک درجه 1/180 فضای بین است نقاط افراطی.
• برای تبدیل درجه فارنهایت به درجه سانتی گراد، می توانید از فرمول استفاده کنید: T سلسیوس = 5/9 (T فارنهایت - 32). مقياس فارنهايت و سانتيگراد در 40- درجه تلاقي مي كنند.
• تقریباً در تمام دنیا، درجه سانتیگراد جایگزین فارنهایت شده است. سنت ها هنوز توسط ایالات متحده آمریکا، پالائو، کیمن و باهاماو همچنین بلیز.

مقررات

• مخلوط - مخلوطی از دو یا بیشتر مواد شیمیایی، رسیدن به دمای یکسان و وابسته به نشانگرهای دمایی اجزا نیست.
• محلول آب نمک محلولی از نمک (معمولا کلرید سدیم) در آب است.

برای اندازه گیری دما از مقیاس فارنهایت استفاده می شود. بر اساس مقیاسی که توسط دانیل فارنهایت در سال 1724 ایجاد شد. واحد درجه فارنهایت (°F) است. در اینجا نقطه انجماد آب 32 درجه و نقطه جوش 212 است.

از لحاظ تاریخی، نقطه صفر با ارزیابی دماسنج غوطه ور در محلول نمکی محاسبه می شد. فارنهایت از مخلوطی از یخ، آب و کلرید آمونیوم (نمک) به نسبت 1:1:1 استفاده کرد. هنگامی که ثبت شد، علامت 0 درجه فارنهایت (-17.78 درجه سانتیگراد) را نشان داد. دومین نقطه تعیین کننده (32 درجه) نشان دهنده مخلوطی از یخ و آب در نسبت 1:1 بود. سومین نقطه (96 درجه) دمای تقریبی بدن انسان ("گرمای خون") بود.

سیستم فارنهایت نقطه جوش و انجماد آب را دقیقاً روی 180 درجه تنظیم می کند که 1/180 فاصله بین نقاط انتهایی است. فاصله دمایی 1 درجه فارنهایت برابر با 5/9 درجه سانتیگراد (درجه سانتیگراد) است. برای تبدیل درجه فارنهایت درجه فارنهایت می توانید از فرمول زیر استفاده کنید:

T سلسیوس = 5/9 (T فارنهایت - 32).

مقیاس ها در دمای -40 درجه (-40 درجه فارنهایت و -40 درجه سانتیگراد) قطع می شوند. صفر مطلق (-273.15 درجه سانتیگراد یا 0K) به عنوان -459.67 درجه فارنهایت تعریف می شود.

تقریباً در تمام دنیا، درجه سانتیگراد جایگزین فارنهایت شده است. این سنت ها هنوز توسط ایالات متحده آمریکا، پالائو، جزایر کیمن و باهاما و همچنین بلیز دنبال می شود.

مقایسه مقیاس های سلسیوس و فارنهایت