Чому дорівнює один градус за фаренгейтом. Градус фаренгейту

03.03.2020

Вимірювати температуру людство навчилося приблизно 400 років тому. Але перші прилади, що нагадують нинішні термометри, з'явилися лише у ХVІІІ столітті. Винахідником першого градусника став вчений Габріель Фаренгейт. Усього у світі було винайдено кілька різних температурних шкал, одні з них були популярнішими і використовуються досі, інші поступово вийшли з вживання.

Температурні шкали - це системи температурних значень, які можна порівняти між собою. Оскільки температура не відноситься до величин, що підлягають безпосередньому виміру, значення її пов'язують зі зміною температурного стану будь-якої речовини (наприклад, води). На всіх температурних шкалах, як правило, фіксують дві точки, що відповідають температурам переходу вибраної термометричної речовини у різні фази. Це звані реперні точки. Прикладами може бути точка закипання води, точка твердіння золота і т. п. Одну з точок приймають за початок відліку. Інтервал між ними поділяють певну кількість рівних відрізків, є одиничними. За одиницю повсюдно прийнято один градус.

Найбільш популярні шкали температур, що отримали найширше поширення у світі, - шкала Цельсія і Фаренгейта. Втім, розглянемо по порядку наявні шкали та спробуємо порівняти їх з погляду зручності використання та практичної користі. Найбільш відомих шкал п'ять:

1. Шкала Фаренгейта була винайдена Фаренгейтом, німецьким вченим. В один із холодних зимових днів 1709 року ртуть у термометрі вченого опустилася до дуже низької температури, яку він запропонував прийняти за нуль за новою шкалою. Іншою реперною точкою стала температура тіла людини. Температурою замерзання води за його шкалою стали +32 °, а температурою кипіння +212 °. Шкала Фаренгейта не є особливо продуманою та зручною. Раніше вона широко застосовувалася в даний час - практично лише у США.

2. За шкалою Реомюра, винайденої французьким ученим Рене де Реомюром в 1731, нижньою реперною точкою служить точка замерзання води. Шкала заснована на використанні спирту, який розширюється при нагріванні, за градус було прийнято тисячну частину обсягу спирту в резервуарі та трубці при нулі. Нині ця шкала вийшла з ужитку.

3. За шкалою Цельсія (запропонована шведом 1742 року) за нуль прийнята температура суміші льоду та води (температура, за якої тане лід), інша основна точка - температура, за якої вода закипає. Інтервал між ними вирішено було поділити на 100 частин, і одна частина прийнята за одиницю виміру – градус Цельсія. більш раціональна, ніж шкала Фаренгейта та шкала Реомюра, і зараз використовується повсюдно.

4. Шкала Кельвіна винайдена в 1848 лордом Кельвіном (англійський учений У. Томсон). На ній нульова точка відповідала найнижчій можливій температурі, за якої припиняється рух молекул речовини. Це було теоретично обчислено щодо властивостей газів. За шкалою Цельсія це значення відповідає приблизно - 273°С, т. е. нуль за Цельсієм дорівнює 273 К. Одиницею виміру нової шкали став один кельвін (спочатку називався «градус Кельвіна»).

5. (на прізвище шотландського фізика У. Ранкина) має той самий принцип, що в шкали Кельвіна, а розмірність ту ж, що шкала Фаренгейта. Ця система практично не набула поширення.

Значення температур, які дає нам шкала Фаренгейта та Цельсія, можуть бути легко переведені одна в одну. При перекладі «в умі» (тобто швидко, не користуючись спеціальними таблицями) значень по Фаренгейту в градуси Цельсія потрібно зменшити вихідну цифру на 32 одиниці і помножити на 5/9. Навпаки (зі шкали Цельсія до Фаренгейта) - помножити вихідне значення на 9/5 і додати 32. Для порівняння: температура за Цельсієм - 273,15°, за Фаренгейтом - 459,67°.

Незважаючи на те, що практично весь світ використовує шкалу Цельсія для вимірювання температури, є країни, де використовується шкала Фаренгейта. Яскравий приклад - Англія та США. Близько 300 років тому вона була дуже корисною, а зараз це дуже незручно, тому що доводиться робити переведення фаренгейту в цельсій і навпаки. Так, помилка при переведенні з однієї системи в іншу призвела до того, що в атмосфері Марса розбився зонд NASA вартістю понад 125 мільйонів доларів. Ми покажемо і розповімо як правильно перевести градуси з однієї шкали в іншу, а також наведемо таблицю співвідношення температури.

Співвідношення температури за шкалою Фаренгейта та Цельсія

	Фаренгейт	Цельсій
Крапка кипіння води	212°	100 °
	194°	90°
	176°	80°
	158°	70°
	140 °	60°
	122°	50°
	104°	40°
	86°	30°
	68°	20°
	50°	10°
Крапка замерзання води	32°	0°
	14°	-10 °
	0°	-17,8 °
Температура абсолютного нуля	-459,67 °	-273,15 °

Переклад із Фаренгейта в шкалу Цельсія:з вихідної цифри віднімають 32 і множать на 5/9.
Переклад із Цельсія в шкалу Фаренгейта:вихідну цифру множать на 9/5 і додають 32.

Знати температуру свого тіла, повітря за вікном, води, що наповнює ванну або басейн, та безлічі інших явищ і предметів, що оточують сучасну людину, стало справою звичною, а процес вимірювання - простим і доступним кожному. Якщо поставити запитання про те, яка температура у когось чи чогось, чи цифри, названі у відповідь, викличуть подив, виявившись абсолютно нехарактерними.

Причиною цього - поширена у всьому виміри даної фізичної величини за шкалою Цельсія. Однак у США, Канаді, Англії та інших країнах поширене в побуті визначення температури за системою Фаренгейта. Щоб розуміти один одного, достатньо представляти діапазон кожної шкали та їх співвідношення за Фаренгейтом та Цельсієм.

Об'єкт виміру, або що таке температура?

Термін походить від слова temperature (у перекладі з латинської - "нормальний стан/зміщення"). З погляду фізики – це величина, яка характеризує рухливість молекул речовини, її внутрішню енергію. Чим швидше рухаються частинки, що більше вони зіштовхуються друг з одним - то вище температурне значення. Звідси і що з нагріванні обсяг тіл і речовин збільшується. Але температура та тепло – не тотожні поняття. Розігріті до однакових температурних показників тіла мають різну здатність нагрівати сторонні об'єкти (приклад - відмінність швидкості закипання чайника на маленькій і великій конфорці).

Винахід Даніеля Габріеля Фаренгейта

Голландський фізик, що народився 1686 року в польському місті Гданську, рано розпочав наукову діяльність. Він власноруч збирав вимірювальні прилади і у віці 23 років винайшов, а через 5 років - ртутний. У 1724 Фаренгейт запропонував науковому співтовариству свою систему вимірювання температур. Пізніше вона зазнала деяких змін. Метою вченого було створити шкалу без негативного значення, тому за нуль він прийняв найнижчу температуру, відому тоді - плавлення суміші льоду, води та нашатирного спирту. Для визначення одного поділу на термометрі - градуси - фізик використовував діапазон між показником танення льоду та кипіння води, розділивши його на 180 рівних частин.

Система Андреса Цельсія

Астроном, що народився в 1701 році в Швеції, геолог і метеоролог запропонував свою шкалу в 1742 році. Як нуль спочатку використовувалася температура кипіння води, а за 100 градусів - її танення. Напрямок найпоширенішої нині у світі шкали було змінено сучасником Цельсія Карлом Ліннеєм у рік смерті її автора – 1744 року. Таким чином вона набула свого актуального вигляду. Температури нижчі, ніж точка танення льоду, вимірюються за таким самим принципом, як і високі, але мають негативне значення.

Співвідношення шкали Фаренгейта та Цельсія

Показовими для порівняння двох систем будуть відомі всім стандарти температур – кипіння води, танення льоду, норма здорового людського тіла.

Цифри будуть наступними - 100 °, 0 ° і приблизно середнє значення в діапазоні від 36 до 37 ° на шкалі Цельсія. По Фаренгейту співвідношення буде наступним - 212 °, 32 ° і приблизно 98 °. Одним із ключових понять у вимірі температури є абсолютний нуль - теоретичне значення, що є точкою відліку та еталоном для будь-яких використання систем. Ця величина характеризується відсутністю руху частинок матерії. У співвідношенні Цельсія та Фаренгейта це показники рівні -273,15 та -459,67 градуса.

Здійснити переведення значень однієї системи до іншої досить просто. Для такого арифметичного перетворення існує формула, яка використовується у двох напрямках (залежно від початкового показника). Співвідношення та Цельсія дорівнює 1:5/9.

Таким чином, для переведення показань термометра Фаренгейта в систему Цельсія необхідно від вихідного значення відібрати 32 і помножити на 5/9.

Відповідно, зворотне перетворення здійснюється за формулою, в якій дані шкали Цельсія множать на 5/9 і додають 32.

Для розуміння обох систем та використання їх у побуті зовсім не обов'язково застосовувати математичні розрахунки щоразу. Якщо використання малознайомої системи необхідно - досить трохи попрактикуватися, і зразкове значення даних у співвідношенні Фаренгейта та Цельсія легко визначатиметься «на слух».

Всім нам добре відомо, що температура повітря в приміщенні та за його межами вимірюється за шкалою Цельсія. Багато хто також чув і про існування шкали Фаренгейта, але в чому їх відмінності знає далеко не кожен. З метою розширення кругозору та поповнення багажу знань висвітлимо це питання докладніше.

Визначення

Шкала Цельсія– температурна шкала, основу якої лежать температури замерзання води (0 градусів) та її кипіння (100 градусів).

Шкала Фаренгейта– застаріла шкала температур, нижньою точкою якої є температура плавлення нашатирного спирту та суміші снігу.

Порівняння

У далекому XVIII столітті Даніель Фаренгейт поставив собі за мету: створити максимально зручну для людини температурну шкалу, яка не має негативних значень. Тому для нижньої позначки він обрав найнижчу з відомих на той час температур – температуру плавлення нашатирного спирту та суміші снігу, позначивши її як нуль градусів. Нижньою ж відміткою шкали Цельсія стала температура танення льоду та замерзання води, а найвищою – температура її кипіння.

Так, згідно з шкалою Фаренгейта, точка танення льоду знаходиться на позначці 32 градуси, а точка закипання води дорівнює 212 градусам за умови нормального атмосферного тиску. А один градус цієї шкали відповідає 1/180 різниці цих температур. Діапазон від -18 до 38 градусів шкали Цельсія дорівнює діапазону від 0 до 100 градусів за шкалою Фаренгейта. Щоб перевести градус Цельсія на градус Фаренгейта, необхідно помножити його на 1,8 і додати 32.

Градус Фаренгейта є застарілою лінійною одиницею вимірювання температури. Протягом тривалого часу вона активно використовувалася в англомовних країнах, але в 60-70-х роках XX століття була витіснена шкалою Цельсія. Тільки в Белізі та США шкала Фаренгейта, як і раніше, знаходить широке застосування в побутових цілях.

Висновки сайт

Нижньою відміткою шкали Фаренгейта є температура плавлення нашатирного спирту та суміші снігу, тоді як найнижчим значенням шкали Цельсія є температура танення льоду та замерзання води.
Діапазон від -18 до 38 градусів шкали Цельсія дорівнює діапазону від 0 до 100 градусів за шкалою Фаренгейта.
Градус Фаренгейта є застарілою лінійною одиницею вимірювання температури, що використовується сьогодні лише в Белізі та США для побутових цілей.

). При цьому один градус Фаренгейта дорівнює 1/180 різниці цих температур. Діапазон 0…+100 °F за шкалою Фаренгейта приблизно відповідає діапазону −18…+38 °C за шкалою Цельсія. Нуль за шкалою Фаренгейта визначається за температурою замерзання суміші води, солі та нашатирю у співвідношенні 1:1:1 (відповідає приблизно −17,8 °C). Нормальна температура тіла людини (36,6 °C) відповідає 97,88 °F. Шкали Цельсія та Фаренгейта чисельно перетинаються у точці −40 градусів.

Перетворення

Зі шкали Фаренгейта до шкали Цельсія:

t_C = (5 \ over 9) \ cdot (t_F-32).

Зі шкали Цельсія в шкалу Фаренгейта:

t_F = (9 \over 5) \cdot t_C + 32.

Діаграма переведення температур

Period = from:-50 till:110 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-50

At:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-40 color:lightline layer:back at:-20 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:20 color:lightline layer:back at:40 color:red layer:back at:60 color:lightline layer:back at:80 color:lightline layer:back at:100 color:lightline layer:back

Fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Цельсій °C