Фаренгейт — Fahrenheit
| градус Фаренгейта | |
|---|---|
 | |
| Общая информация | |
| Система единиц | Имперские / американские обычаи |
| Единица | Температура |
| Условное обозначение | ° F |
| Названный в честь | Даниэль Габриэль Фаренгейт |
| Конверсии | |
| x ° F в . | . равно . |
| ° C | 5 / 9 ( х — 32) |
Шкале Фаренгейта ( / е æ г ə п ч aɪ т / или / F ɑː г ə п ч aɪ т / ) является температурная шкала основана на предложенной в 1724 по физике Габриель Фаренгейт (1686-1736). В качестве единицы измерения используется градус Фаренгейта (обозначение: ° F ). Существует несколько отчетов о том, как он первоначально определил свою шкалу, но в исходной статье предполагается, что нижняя точка определения, 0 ° F, была установлена как температура замерзания раствора рассола, сделанного из смеси воды, льда и хлорида аммония ( соль ). Другой установленный предел был его лучшей оценкой средней температуры человеческого тела , первоначально установленной на уровне 90 ° F, затем 96 ° F (примерно на 2,6 ° F ниже современного значения из-за более позднего переопределения шкалы). Однако он отметил, что средняя точка в 32 ° F должна соответствовать температуре ледяной воды.
Шкала Фаренгейта теперь обычно определяется двумя фиксированными точками с разделением 180 ° F: температура, при которой замерзает чистый водяной лед, определяется как 32 ° F, а точка кипения воды определяется как 212 ° F, обе на уровне моря. и при стандартном атмосферном давлении .
В первые десятилетия 18 века в Голландской республике компания Fahrenheit совершила два революционных прорыва в истории термометрии . Он изобрел стеклянный ртутный термометр (первый широко используемый, точный, практичный термометр) и шкалу Фаренгейта. Фаренгейт был первой широко используемой стандартизированной температурной шкалой, хотя сейчас ее использование ограничено. Это официальная шкала температур в Соединенных Штатах (включая неинкорпорированные территории ), свободно ассоциированных государствах в западной части Тихого океана ( Палау , Федеративные Штаты Микронезии и Маршалловы острова ), на Каймановых островах и в бывшей американской колонии Либерия. . Фаренгейт используется вместе со шкалой Цельсия на Антигуа и Барбуде и других странах, которые используют ту же метеорологическую службу, например, Сент-Китс и Невис , Багамы и Белиз. Некоторые британские заморские территории по- прежнему используют обе шкалы, включая Британские Виргинские острова , Монтсеррат , Ангилью и Бермуды. В Соединенном Королевстве цифры в градусах Фаренгейта иногда используются в заголовках газет, чтобы сделать волны тепла сенсационными . Все другие страны теперь используют шкалу Цельсия — название, данное шкале Цельсия в 1948 году в честь шведского астронома Андерса Цельсия .
СОДЕРЖАНИЕ
Определение и преобразование
| от Фаренгейта | по Фаренгейту | |
|---|---|---|
| Цельсия | [° C] = ([° F] — 32) × 5 ⁄ 9 | [° F] = [° C] × 9 ⁄ 5 + 32 |
| Кельвин | [K] = ([° F] + 459,67) × 5 ⁄ 9 | [° F] = [K] × 9 ⁄ 5 — 459,67 |
| Ренкин | [° R] = [° F] + 459,67 | [° F] = [° R] — 459,67 |
| Для температурных интервалов, а не конкретных температур, 1 ° F = 1 ° R = 5 ⁄ 9 ° C = 5 ⁄ 9 K Сравнение различных температурных шкал | ||
По шкале Фаренгейта точка плавления воды составляет 32 ° F, а точка кипения — 212 ° F (при стандартном атмосферном давлении ). Таким образом, точки кипения и замерзания воды разделены на 180 градусов. Таким образом, степень по шкале Фаренгейта составляет 1 / 180 интервала между температурой замерзания и температурой кипения. По шкале Цельсия точки замерзания и кипения воды различаются на 100 градусов. Температурный интервал 1 ° F равен интервалу 5 ⁄ 9 градусов Цельсия. Шкалы Фаренгейта и Цельсия пересекаются при -40 ° (т. Е. -40 ° F = -40 ° C).
Абсолютный ноль равен -273,15 ° C или -459,67 ° F. Температурная шкала Ренкина использует степень интервалы одного и тот же размера , как и те , о шкале Фаренгейта, за исключением того, что абсолютный нуль равен 0 ° R — таким же образом , что Кельвин температурной шкала соответствует шкале Цельсия, за исключением того, что абсолютный нуль равен 0 К.
Комбинация символа градуса (°), за которым следует заглавная буква F, является условным обозначением шкалы температур по Фаренгейту. Число, за которым следует этот символ (и отделенное от него пробелом), обозначает конкретную точку температуры (например, « Галлий плавится при 85,5763 ° F»), разницу между температурами (например, «Мощность теплообменника увеличивается на 72 ° F «) или погрешность в температуре (например,« Наша стандартная погрешность составляет ± 5 ° F »). В обозначении шкалы Цельсия также используется символ градуса (° C), тогда как символ шкалы Кельвина — это просто заглавная буква K. Числовое значение разницы температур или температурного интервала одинаково, если выражается в градусах Цельсия или в градусах Цельсия. в кельвинах.
Преобразование (удельная температура)
Для точного преобразования между градусами Фаренгейта и Цельсия определенной температурной точки можно применить следующие формулы. Здесь f — значение в градусах Фаренгейта, а c — значение в градусах Цельсия:
- f ° Фаренгейта в c ° Цельсия: ( f — 32) ° F × 5 ° C / 9 ° F знак равно ( ж — 32) / 1,8 ° C = c ° C
- c ° Цельсия до f ° Фаренгейта: ( c ° C × 9 ° F / 5 ° C ) + 32 ° F = ( c × 1,8) ° F + 32 ° F = f ° F
Также существует точное преобразование, использующее равенство -40 ° F = -40 ° C. Опять же, f — это значение в градусах Фаренгейта, а c — значение в градусах Цельсия:
- е °Фаренгейтучтобы с °Цельсию: (( е + 40) ÷ 1,8) — 40 = гр .
- c ° Цельсия до f ° Фаренгейта: (( c + 40) × 1,8) — 40 = f .
Преобразование (разница температур или интервал)
При преобразовании температурного интервала между ° F и ° C используется только соотношение без какой-либо константы (в этом случае интервал имеет то же числовое значение в Кельвинах, что и в градусах Цельсия):
- от f ° Фаренгейта до c ° Цельсия или Кельвина: f ° F × 5 ° C / 9 ° F знак равно ж / 1,8 ° C = c ° C = c K
- c ° Цельсия до f ° Фаренгейта: c ° C × 9 ° F / 5 ° C ° F = ( c × 1,8) ° F = f ° F
История
Фаренгейт предложил свою температурную шкалу в 1724 году, основываясь на двух контрольных точках температуры. В его начальной шкале (которая не является окончательной шкалой Фаренгейта) нулевая точка была определена путем помещения термометра в «смесь льда , воды и salis Armoniaci (перевод: хлорид аммония ) или даже в морскую соль». Эта комбинация образует эвтектическую систему, которая автоматически стабилизирует ее температуру: 0 ° F был определен как эта стабильная температура. Вторая точка, 96 градусов, была приблизительно температурой человеческого тела ( sanguine hominis sani , кровь здорового человека). Третья точка, 32 градуса, была отмечена как температура льда и воды «без вышеупомянутых солей».
Согласно немецкой легенде, Фаренгейт фактически выбрал самую низкую температуру воздуха, измеренную в его родном городе Данциг (Гданьск, Польша ) зимой 1708/09 года как 0 ° F, и только позже возникла необходимость сделать это значение воспроизводимым с помощью рассола.
Согласно письму, которое Фаренгейт написал своему другу Герману Бурхааве , его шкала была построена на работе Оле Рёмера , с которым он познакомился ранее. По шкале Рёмера рассол замерзает при нуле, вода замерзает и тает при 7,5 градусах, температура тела 22,5, а вода закипает при 60 градусах. По Фаренгейту каждое значение умножается на четыре, чтобы исключить дроби и сделать шкалу более точной . Затем он повторно откалибровал свою шкалу, используя температуру плавления льда и нормальную температуру человеческого тела (30 и 90 градусов); он отрегулировал шкалу так, чтобы температура плавления льда была 32 градуса, а температура тела 96 градусов, так что 64 интервала разделяли два, что позволило ему отмечать градусные линии на своих инструментах, просто разделив интервал пополам шесть раз (поскольку 64 — это 2 в шестой степени).
Вскоре после этого Фаренгейт заметил, что вода закипает при температуре около 212 градусов, используя эту шкалу. Использование точек замерзания и кипения воды в качестве фиксированных контрольных точек термометра стало популярным после работы Андерса Цельсия, и эти фиксированные точки были приняты комитетом Королевского общества во главе с Генри Кавендишем в 1776 году. В рамках этой системы использовалась шкала Фаренгейта. немного переопределяется так, чтобы точка замерзания воды была точно 32 ° F, а точка кипения была точно 212 ° F или на 180 градусов выше. Именно по этой причине нормальная температура человеческого тела составляет приблизительно 98,6 ° (оральная температура) по пересмотренной шкале (тогда как она составляла 90 ° по Фаренгейту, умноженному на Ремера, и 96 ° по его исходной шкале).
В современной шкале Фаренгейта 0 ° F больше не соответствует температуре эвтектики рассола хлорида аммония, как описано выше. Вместо этого эта эвтектика имеет температуру примерно 4 ° F по последней шкале Фаренгейта.
Температурная шкала Ренкина была основана на температурной шкале Фаренгейта, с его нулем , представляющий абсолютному нулю вместо этого.
использование
Шкала Фаренгейта была основным температурным стандартом для климатических, промышленных и медицинских целей в англоязычных странах до 1960-х годов. В конце 1960-х и 1970-х годах шкала Цельсия заменила градусы Фаренгейта почти во всех этих странах — за заметным исключением США и в некоторых случаях Соединенного Королевства — как правило, в процессе их общей метрики .
Fahrenheit используется в Соединенных Штатах, их территориях и ассоциированных штатах (все они обслуживаются Национальной метеорологической службой США ), а также на Каймановых островах и в Либерии для повседневных приложений. Например, прогнозы погоды в США, приготовление пищи и отрицательные температуры обычно даются в градусах Фаренгейта. Ученые, в том числе метеорологи, используют градусы Цельсия или Кельвина во всех странах.
В начале 20-го века Холзи и Дейл предположили, что причины сопротивления использованию системы шкалы Цельсия (ныне Цельсия) в США включали больший размер каждого градуса Цельсия и нижнюю нулевую точку в системе Фаренгейта.
Канада приняла закон в пользу Международной системы единиц , сохранив при этом юридические определения традиционных канадских имперских единиц. Сводки погоды в Канаде передаются в градусах Цельсия с периодической ссылкой на градусы Фаренгейта, особенно для трансграничных трансляций. Фаренгейт до сих пор используется практически во всех канадских духовках. В термометрах, как цифровых, так и аналоговых, продаваемых в Канаде, обычно используются шкалы Цельсия и Фаренгейта.
В Европейском союзе обязательно использовать кельвины или градусы Цельсия при указании температуры в целях «экономики, общественного здравоохранения, общественной безопасности и административных целей», хотя градусы Фаренгейта могут использоваться вместе с градусами Цельсия в качестве дополнительной единицы. Например, символы для стирки, используемые в Соединенном Королевстве, соответствуют рекомендациям ISO 3758: 2005 и показывают температуру воды в стиральной машине только в градусах Цельсия. Эквивалентная этикетка в Северной Америке использует от одной до шести точек для обозначения температуры с необязательной температурой в градусах Цельсия.
Хотя градус Фаренгейта исторически популярен, в Соединенном Королевстве он не используется в повседневной беседе. В нерегулируемых секторах, таких как журналистика, использование Фаренгейта в Соединенном Королевстве не следует фиксированной схеме, когда градусы Фаренгейта иногда появляются вместе с градусами Цельсия. Daily Telegraph не упоминает градусы Фаренгейта на своей ежедневной странице погоды, в то время как The Times также имеет страницу с ежедневной метеорологической информацией, но имеет таблицу преобразования градусов Цельсия в градусы Фаренгейта. При публикации новостей некоторые британские таблоиды взяли на вооружение тенденцию использовать градусы Цельсия в заголовках и обсуждениях, касающихся низких температур и Фаренгейта для средних и высоких температур. В феврале 2006 года автор статьи в «Таймс» предположил, что обоснование было одним из акцентов: «–6 ° C» звучит холоднее, чем «21 ° F», а «94 ° F» звучит более впечатляюще, чем «34 ° C». .
Юникодное представление символа
Юникод предоставляет символ Фаренгейта в кодовой точке U + 2109 ℉ СТЕПЕНЬ ФАРЕНГЕЙТА . Однако это символ совместимости, закодированный для двусторонней совместимости с устаревшими кодировками. Стандарт Unicode явно не рекомендует использовать этот символ: «Последовательность U + 00B0 ° DEGREE SIGN + U + 0046 F ЛАТИНСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА F предпочтительнее, чем U + 2109 ℉ DEGREE FAHRENHEIT , и эти две последовательности должны рассматриваться как идентичные для поиска. . «
Источник
О различных температурных шкалах
История
Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.
Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.
Шкала Кельвина
В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.
Шкала Цельсия
В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.
Шкала Фаренгейта
В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.
В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.
Шкала Реомюра
Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.
Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)
В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.
Пересчёт температуры между основными шкалами
Источник
