Температура - это физическая величина, характеризующая термодинамическое состояние объекта. В настоящее время для измерения температуры принято несколько основных способов.
Температура по Цельсию
В России и ряде других стран, включая европейские, наиболее распространенным параметром, используемым для измерения температуры, является градус Цельсия. Он получил свое название по имени автора этой температурной шкалы Александра Цельсия, который выдвинул свое предложение в 1742 году.Первоначально идея Цельсия базировалась на основных агрегатных состояниях воды: так, температура ее замерзания была принята за 0 градусов. Таким образом, температуры ниже 0, то есть те, при которых вода находится в твердом состоянии, были отнесены к отрицательным температурам. Температура кипения воды была принята за 100 градусов: эти опорные точки позволили рассчитать диапазон, составляющий 1 градус Цельсия.
Впоследствии была разработана шкала Кельвина, принимающая абсолютный ноль, то есть минимальную физически возможную температуру, за 0 градусов по Кельвину (или 0 ), шкалы Кельвина и Цельсия были приведены в соответствие между собой. Теперь для того, чтобы установить температуру вещества в градусах Цельсия, нужно к температуре по шкале Кельвина прибавить 273,15.
Температура по Фаренгейту
Немецкий ученый Габриэль Фаренгейт разработал свою шкалу практически одновременно с Цельсием: в 1724 году. Он, как и Цельсий, принимал во внимание состояния воды, однако обозначал их другими цифрами. Так, воды по шкале Фаренгейта составляет 32 градуса, а температура кипения - 212 градусов. Исходя из этого температурного диапазона была измерена величина одного , который составляет 1/180 разницы между точками замерзания и кипения воды в градусах.Соотношение температуры по Цельсию и по Фаренгейту
Для осуществления температурных значений из шкалы Цельсия в шкалу Фаренгейта и обратно существуют специальные формулы: так, температура по Цельсию=(температура по Фаренгейту - 32)*5/9. Например, 120 градусов по Фаренгейту в соответствии с этой формулой будут равны 48,9 градусов Цельсия.Для обратного перевода можно воспользоваться следующей формулой: температура по Фаренгейту=температура по Цельсию*9/5+32. Например, 20 градусов Цельсия по этой формуле будут соответствовать 68 градусам по Фаренгейту. При этом обе указанных формулы можно использовать и для перевода в шкалу Фаренгейта отрицательных температур по Цельсию.
На показатели температуры ориентируются не только ученые в научных трудах, но и обычные люди, планирующие выйти на улицу и не знающие, какую одежду предпочесть. В разных странах существуют свои, более популярные системы измерения. Российским обывателям знакома шкала Цельсия, в Америке больше на слуху разработка Фаренгейта.
Измерение в Цельсиях
В России и большинстве стран Европы, говоря о температурных показателях, люди имеют в виду измерение по Цельсию. Температурную шкалу изобрел в 1742 г. Александр Цельсий. Это был незаурядный человек, создавший учебник по арифметике, принявший участие в 4-летнем путешествии и посетивший известные астрономические учреждения. Все же фамилия шведского ученого не сходит с наших уст благодаря его знаменитой шкале, имеющей 100 делений и разработанной благодаря анализу возможных состояний воды.
В основу теории положены особенности видоизменения воды
. Вода замерзает при показателях, расположенных ниже нулевой отметки. Температурные показатели, соответствующие процессу превращения воды в лед, названы отрицательными. Процесс закипания воды возможен при отметке в 100% (привычный вид шкале придал Линней, по задумке Цельсия вода закипала при 0 градусов, а таяла – при 100-градусном показателе). Указанные полярные отметки дали ученому возможность рассчитать показатель, равный 1 градусу.
Потом в обиход вошла шкала Кельвина, берущая в учет минимальную температуру, составляющую 0 градусов. Указанные шкалы были приведены в соответствие. Чтобы назвать температурный показатель вещества, высчитанный в Цельсиях, нужно к температурной отметке по шкале, разработанной Кельвином, прибавить 273,15 .
Температура по Фаренгейту
Измерение по данной шкале – обычное явление. Часто зарубежные медицинские приборы и метеорологические разработки измеряют температуру по шкале Фаренгейта. Данной системе температурных измерений мы обязаны голландскому ученому Фаренгейту; в числе его разработок можно назвать спиртовые и ртутные термометры.
В 20-х годах XVIII в. физик представил Лондонскому Королевскому Обществу собственную температурную шкалу. В начальном варианте за базовую точку принималась температура солевого раствора (вода, лед и хлорид аммония в равных частях). Стабильных показателей можно было добиться при нулевой отметке (-17,78 Градусов по системе Цельсия). При отметке, указаннойФаренгейтом как 32 градуса, смесь начинала плавиться. Третий показатель указывал на оптимальную температуру человека, равную 96 градусам.
Как объяснить наличие дробных показателей? Возможно, они получены по причине того, что нулевая отметка была выбрана в зимний период в городе Гданьске. Впоследствии голландскому ученому пришлось потренироваться для получения хорошо воспроизводимой величины; тогда начал использоваться соляной раствор. У ученого не было возможности получить для работы качественный солевой раствор. Указанные недочеты не смогли помешать популярности температурной шкалы.
Особой любовью шкала Фаренгейта пользовалась в середине прошлого века у англоязычных ученых, ею пользовались промышленности, медицине. Затем европейцы стали отдавать предпочтение системе, разработанной Цельсием. До сих пор американцы измеряют температуру Фаренгейтами; для них понятно, что лучше придерживаться в помещении температуры в 68 °F .
Британские издания в метеорологических сводках придерживаются такого подхода: указывают показатели в Цельсиях и дают перевод для шкалы Фаренгейта. Это позволяет людям самостоятельно выбирать систему отсчета градусов и склоняться к разработке одного из ученых мужей прошлых веков.
Как соотносятся температуры по разным шкалам
Существуют удобные формулы, позволяющие осуществлять быстрый перевод показателей. Чтобы понять, каким значением по шкале Фаренгейта является температурная отметка по Цельсию, стоит применить особые формулы. Температуру по системе Цельсия можно вычислить так – отметка шкалы Фаренгейта – 32 умножить полученное значение на 5/9. Так, 120 градусов Фаренгейта равны 48,9 в системе Цельсия.
Как рассчитать температуру Фаренгейта по имеющимся данным у Цельсия? Производим следующую математическую операцию: значение шкалы Цельсия * 9/5 прибавить 32. 20 градусов европейской системы измерения температур равны 60 градусам по шкале Фаренгейта.
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)
1 °R = 1,25 °C.
В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.
|
Пересчёт температуры между основными шкалами |
|||
|
Кельвин |
Цельсий |
Фаренгейт |
|
|
Кельвин (K) |
С + 273,15 |
= (F + 459,67) / 1,8 |
|
|
Цельсий (°C) |
K − 273,15 |
= (F − 32) / 1,8 |
|
|
Фаренгейт (°F) |
K · 1,8 − 459,67 |
C · 1,8 + 32 |
|
Сравнение температурных шкал
|
Описание |
Кельвин | Цельсий |
Фаренгейт |
Ньютон | Реомюр |
|
Абсолютный ноль |
−273.15 |
−459.67 |
−90.14 |
−218.52 |
|
|
Температура таяния смеси Фаренгейта (соли и льда в равных количествах) |
255.37 |
−17.78 |
−5.87 |
−14.22 |
|
| Температура замерзания воды (нормальные условия) |
273.15 |
||||
|
Средняя температура человеческого тела ¹ |
310.0 |
36.8 |
98.2 |
12.21 |
29.6 |
|
Температура кипения воды (нормальные условия) |
373.15 |
||||
| Температура поверхности Солнца |
5800 |
5526 |
9980 |
1823 |
4421 |
¹ Нормальная температура человеческого тела - 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F - это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C. Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены.
Сопоставление шкал Фаренгейта и Цельсия
( o F - шкала Фаренгейта, o C - шкала Цельсия)
|
o F |
o C |
o F |
o C |
o F |
o C |
o F |
o C |
|||
|
459.67 |
273.15 |
60 |
51.1 |
4 |
20.0 |
20 |
6.7 |
Для перевода градусов цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T 0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T 0 =273.15 кельвина. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.
Инструкция
Чтобы температуру, заданную в градусах Цельсия, перевести в градусы по Фаренгейту, умножьте количество градусов по Цельсию на 9/5 (или 1,8) и прибавьте к полученному произведению 32. В виде формулы это правило будет выглядеть следующим образом:
Тф = 9/5 * Тц + 32, или
Тф = 1,8 * Тц + 32, где:
Тц – количество градусов по Цельсию,
Тф – количество градусов по Фаренгейту.
Например, переведите в Фаренгейты температуру человеческого тела. Общепринятой температуры здорового считается 36,6 градусов Цельсия. Подставьте число 36,6 в формулу, получите: 1,8*36,6+32 = 97,88...
Для пересчета градусов из Цельсия в Фаренгейты возьмите любой или запустите стандартный калькулятор операционной системы. Если нет калькулятора, возьмите и карандаш и выполните вычисления «вручную».
Если рядом имеется компьютер с выходом в интернет, зайдите в он-лайн сервис, предлагающий градусов Цельсия в градусы Фаренгейта.
Например, наберите в адресной строке:
http://2mb.ru/konverter-velichin/temperatura/
и введите в появившемся окошке количество градусов Цельсия. Затем, нажмите на кнопку «Рассчитать». В появившемся списке температур выберите «градус Фаренгейта».
Преимуществом он-лайн конвертеров является автоматическое вычисление результата и возможность перевести градусы Цельсия в градусы на других температурных шкалах (Кельвина, Реомюра, Ранкина, Делиля, Ньютона, Рёмера).
Обратите внимание
Если вы попытаетесь узнать у Яндекса: «как перевести градусы Цельсия в Фаренгейт», то в нулевой строке выдачи получите ответ: 1 градус Цельсия = 33,8 градуса Фаренгейта. Это мудрое утверждение может легко ввести в заблуждение, так как относится только к одному градусу Цельсия (т.е. показанию термометра, а не цене деления шкалы).
Источники:
- температура в фаренгейтах
Температуру измеряют в градусах. Однако есть две шкалы, наиболее часто используемые для измерения температуры - это шкалы Фаренгейта и . Почти во всех странах люди чаще пользуются только второй шкалой. Но если вы собираетесь в Соединенные Штаты Америки, то вам следует знать, что в этой стране повсеместно используется шкала Фаренгейта . И вам может вполне пригодиться формула, конвертации градусов из
