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.
Наверняка, вы не раз видели термометры с обозначением градусов по Фаренгейту: на них наряду с одной шкалой, которая измеряет температуру по Цельсию, есть еще одна с буквой F. И, наверняка, вы не раз удивлялись, почему эта шкала Фаренгейта такая странная, почему там температура выше нашей, к которой мы привыкли - например, 0 градусов у нас по Фаренгейту будет 32 градуса. Этот вопрос мы еще разберем, а пока разберемся с тем, как переводить из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия и наоборот - переводить температуру по Цельсию в систему Фаренгейта.
Как переводить из Фаренгейта в Цельсия?
Переводить градусы из Фаренгейта в Цельсий несложно, делается это по формуле:
(F - 32) : 1,8 = С
где F - это температура по Фаренгейту, а С - по Цельсию. Например, 68 градусов по Фаренгейту - сколько это по-нашему, по Цельсию? Вычисляем по формуле:
(68 - 32) : 1,8 = 20
Итак, 68 градусов по Фаренгейту - это 20 градусов Цельсия.
Для интереса возьмем еще одно число. У американского фантаста Рэя Бредбери есть роман под названием "451 градус по Фаренгейту". Сколько это будет?
(451 - 32) : 1,8 = 232,77
Ответ на вопрос, почему роман так называется, будет чуть ниже.
Как переводить из Цельсия в Фаренгейт?
Теперь формула для перевода градусов Цельсия в градусы по Фаренгейту:
(С * 1,8) + 32 = F
Давайте вычислим температуру здорового человеческого тела - 36,6 ° C - в градусах Фаренгейта:
(36,6 * 1,8) + 32 = 97,88
То есть, температура здорового человека в градусах Фаренгейта будет составлять 97,88.
Как говорится, а в Фаренгейтах мы гораздо теплее!
Ну а для тех, кто хочет быстро, без всякой математики, вычислить необходимую температуру в фаренгейтах и цельсиях, "Даю справку!" предлагает калькулятор перевода температур Фаренгейта в Цельсий и наоборот.
Калькулятор Фаренгейт-Цельсий
Почему и где используют Фаренгейт?
Пользуясь различными приборами, мы даже и не задумываемся, что совсем недавно многих из них не существовало. Современные термометры, градусники появились исследованиям, таланту выдающихся ученых прошлого, таких, как Габриель Фаренгейт и Андерс Цельсий.
В 1665 двум ученым - голландскому физику Христиану Гюйгенсу и английскому естествоиспытателю, изобретателю Роберту Гуку - пришла идея использовать для создания температурной шкалы температуру таяния льда (точка замерзания воды) и кипения воды. Все дальнейшие исследователи и изобретатели шли по этому пути.
В 1724 году немецкий физик Даниель Габриель Фаренгейт (нем. Daniel Gabriel Fahrenheit, годы жизни 1686 - 1736) - немецкий физик предложил изобретенные им термометр и шкалу на суд общества. В том же году он стал членом Королевского общества - ведущего научного сообщества Великобритании. Шкала Фаренгейта была принята официально по всей Англии и во всех ее колониях.
Потребность в другой шкале, такой как Цельсия, появилась впоследствии из-за неточности, непродуманности шкалы Фаренгейта. Интересно, что для создания шкалы Г. Фаренгейт использовал три отправные точки, две из которых изначально были неточны. За ноль он принял зимнюю температуру 1709 года в своем родном городе Данциге, которая была необычайно холодной - для этого он погружал изобретенный им термометр в смесь снега с нашатырем и солью.
А 100 градусов в его шкале соответствовали температуре здорового человека. Однако, как мы вычисляли выше, эта температура составляет чуть больше 97 градусов, а не 100. Дело в том, что за температуру тела здорового человека он принял температуру жены, у которой в тот момент начинался воспалительный процесс из-за начинавшейся простуды, т.е. ее температура в тот момент была несколько выше температуры тела здорового человека.
Третья отправная точка - температура таяния льда - соответствовала 32 градусам.
18 лет спустя, в 1742 году шведский астроном, геолог и метеоролог Андерс Цельсий (швед. Anders Celsius, годы жизни 1701-1744) предложил новую температурную шкалу. Однако, она отличалась от нашей тем, что за 0 принималась температура кипения воды, а за 100 градусов - точка ее замерзания. Также шкала первоначально не называлась по имени ее создателя, а просто была "стоградусной шкалой", что по французски и английски звучало как Centigrade.
Шкалу наоборот перевернул другой шведский ученый Карл Линней в 1745 году. Теперь в ней ноль был точкой замерзания воды, а 100 градусов - температурой ее закипания.
Почему же при неточностях шкалы Фаренгейта она до сих пор используется? Все дело в консерватизме американцев и... желании сэкономить. Америка когда-то была британской колонией и как следствие - восприняла шкалу Фаренгейта. Теперь США являются ведущей страной мира и задают тон во многих областях жизни, в том числе и такой, казалось бы, малозаметной, как производство термометров. Именно в США преимущественно используется шкала Фаренгейта. Также шкала Фаренгейта используется на Багамах, на Каймановых островах, в Палау, Белизе, однако они погоды не делают. В США в 70-80 годы работала комиссия по переходу на метрическую систему, в которой используется в том числе и градус Цельсия, а не Фаренгейта. Даже Конгресс издал специальный акт о переходе на метрическую систему. Однако, экономисты подсчитали, что переобучение персонала, переписывание учебников, чертежей, различной технической документации, знаков и много другого потребует миллиарды долларов. Рекомендации комиссии не носили обязательного характера - предполагалось, что переход на метрическую систему будет осуществляться добровольно. А впоследствии комиссия и вовсе была распущена.
Почему книга "451 градус по Фаренгейту" так называется?
Рэй Бредбери и "451 градус по Фаренгейту"
Название книги расшифровывается в ее эпиграфе: "451 градус по Фаренгейту - температура, при которой воспламеняется и горит бумага" . Мы уже выяснили, что 451 градус по Фаренгейту - это примерно 232,77 по Цельсию. Более точную цифру вам покажет калькулятор перевода шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия, который имеется в статье выше по тексту.
Произведение американского фантаста Рэя Бредбери описывает мир будущего, в котором книги под запретом, они сжигаются специальными бригадами пожарных. При этом, любого, у кого обнаружат книгу, арестовывают, отправляют в сумасшедшие дома, а дом такого "преступника" также сжигается. Людям подается только визуальная информация, через телевидение - это общество, которое разучилось думать и потеряло душевную связь друг с другом. Сам автор говорит, что своим произведением он предупреждает об опасности государственной цензуры, одуряющем влиянии СМИ.
2 Рейтинг 2.00 (3 голосов)
Несмотря на то, что практически весь мир использует шкалу Цельсия для измерения температуры, всё равно есть страны, где используется шкала Фаренгейта. Яркий пример — Англия и США. Около 300 лет назад она была очень полезной, а сейчас это ужасно неудобно, так как приходится делать перевод фаренгейта в цельсий и наоборот. Так, ошибка при переводе из одной системы в другую привела к тому, что в атмосфере Марса потерпел крушение зонд NASA стоимостью более 125 миллионов долларов. Мы покажем и расскажем как правильно перевести градусы из одной шкалы в другую, а так же приведём таблицу соотношения температуры.
Соотношение температуры по шкале Фаренгейта и Цельсия
| Фаренгейт | Цельсий | |
| Точка кипения воды | 212° | 100° |
| 194° | 90° | |
| 176° | 80° | |
| 158° | 70° | |
| 140° | 60° | |
| 122° | 50° | |
| 104° | 40° | |
| 86° | 30° | |
| 68° | 20° | |
| 50° | 10° | |
| Точка замерзания воды | 32° | 0° |
| 14° | -10° | |
| 0° | -17,8° | |
| Температура абсолютного нуля | -459,67° | -273,15° |
Перевод из Фаренгейта в шкалу Цельсия:
из исходной цифры вычитают 32 и умножают на 5/9.
Перевод из Цельсия в шкалу Фаренгейта:
исходную цифру умножают на 9/5 и прибавляют 32.
В настоящее время единица измерения температуры градус Фаренгейта (° F) используется в США, другие страны — Австралия, Новая Зеландия, Канада, применяют ее как дополнительный способ узнать температуру, а основным является градус Цельсия (°C). Для удобства понимания показателей можно провести элементарный расчет и перевести цифры одной шкалы в другую. Стоит рассмотреть подробнее, как переводить Фаренгейт в Цельсий, чем они отличаются и какова история их появления.
История возникновения шкалы Фаренгейта и Цельсия
Возникновение данных единиц измерения имеет разницу почти в 20 лет. При этом шкала Фаренгейта является более ранним изобретением. Впервые ее предложил физик из Польши Габриель Фаренгейт в 1724 году. В то время температурная шкала имела две отсчетные точки — точка таяния льда и кипения воды. Первоначальная основа построения шкалы Фаренгейта имела три опорные точки.
За нулевую точку физик принимал температуру соляного раствора, который состоял в равных пропорциях из воды, льда и нашатырного спирта. Температура раствора стабилизировалась при 0 °F. Вторая точка 32 °F являлась температурой таяния льда, а третья — обычная температура человеческого тела, которую он определил как 96°F. Любопытным моментом является то, что для эталона температуры человеческого тела физик выбрал свою жену. Как оказалось позже, она в тот день слегка приболела, поэтому данный показатель являлся неточным и в дальнейшем был изменен. Однако почему физик выбрал такие некруглые цифры?
Историки утверждают, что за начальный показатель своей шкалы Фаренгейт выбрал самую низкую температуру в его городе Данциге (сейчас Гданьск) зимой в 1708—1709 годов. В то время «очень холодно» считалось примерно -18°C, а все его отсчетные точки были определены на уровне моря, т. е. при нулевой отметке высоты, т.к. Данциг являлся морским портовым городком. Позже, при необходимости воспроизвести самую низкую температуру, Фаренгейту приходилось использовать соляной раствор. Иным предположением неточности его показателей является невозможность ученого создать хороший соляной раствор для получения точного эвтектического равновесного состава хлорида аммония.
Видео про разницу между Цельсием и Фаренгейтом
Другая история повествует о том, что Фаренгейт просто умножил ранее найденные показатели температурной шкалы его знакомого Олофа Рёмера на 4. В шкале Рёмера раствор с солью замерзал при 0°, вода при 7,5°, температура человека была определена как 22,5°, а кипение воды — 60°. Таким образом, Фаренгейт умножил все числа на 4, чтобы убрать дробные части. Основные показатели получились 30° и 90° (плавление льда и температура человека), однако, ученый на этом не остановился и решил сдвинуть шкалу так, чтобы получилось 32 градуса и 96 соответственно.
Благодаря этому появилась возможность разбить интервал в 64° между данными точками многократным делением пополам. В дальнейшем при измерении температуры кипения воды ученый получил показатель в 212 °F. Шкалой Фаренгейта измеряли температуру во всех англоязычных странах более 200 лет. Однако в 1960-х годах большинство из них перешло на шкалу Цельсия.
Единица измерения °C появилась в 1742 году благодаря геологу и метеорологу Андресу Цельсию. Первоначально за ноль он принял точку кипения воды, а за 100 °C — таяние льда. Спустя несколько лет шкалу решили перевернуть и получилось наоборот — за 0 °C начали принимать температуру таяния льда, а за 100 °C кипение воды. В таком виде шкалу Цельсия используют до сих пор.
Таким образом, шкала Фаренгейта и Цельсия являются важнейшим изобретением, которым пользуются в быту, науке, медицине (их взяли за основу термометра) каждый день уже не первое столетие.
Формула перевода Цельсия в Фаренгейт и обратно
Чтобы переводить показания одной шкалы в другую, была придумана формула перевода Цельсия в Фаренгейт и обратно. Выглядят они так:
- °C = (°F — 32) /1,8 — из показателей шкалы Фаренгейта в показатели шкалы Цельсия.
- °F = 1,8°C + 32 — из показателей шкалы Цельсия в показатели шкалы Фаренгейта.
Исходя из формул, чтобы найти точный перевод Фаренгейта в Цельсий, необходимо от исходного показателя шкалы Фаренгейта отнять 32 и разделить на 1,8. К примеру, чтобы узнать, сколько цельсиев в 90 фаренгейтах, необходимо произвести расчет: (90−32)/1,8; получается примерно 32,2°C.
Формула нахождения фаренгейтов является обратной, т. е. в 20 °C будет: 1,8×20 + 32=68°F. Значение 1,8 является равноценным показателем разницы температур в 1 °C, т. е. разница в один градус по Цельсию то же самое что разница в 1,8 градусов по Фаренгейту. Если брать разницу 1°F, то соотношение Фаренгейта к Цельсию будет: 1°F=0,556 °C. Исходя из приведенной формулы, можно определить основные соотношения шкал:
- 0° C = 32°F
- 20° C = 68°F
- 36,6° C = 98°F
- 100° C = 212°F
Видео с формулой перевода Цельсия в Фаренгейт
Чтобы упростить процесс перевода, можно узнать, сколько Фаренгейтов в Цельсии без калькулятора или проведения расчетов — просто посчитать «в уме». Техника такова: из исходного числа отнять 32, разделить на 2 и прибавить одну десятую полученного числа. К примеру: 72°F примерно будет равно (72−32)/2=20, прибавить десятую часть от 20, получается 22° C.
Еще более простой способ перевода, однако, менее точный — показатели температуры по шкале Цельсия умножить на 2 и прибавить 30. Если рассматривать на примере показатель в 22° C, то получится: 22×2 + 30=74°F. Как можно наблюдать из прошлого примера, погрешность составляет 2°F, поэтому данный способ может предоставить примерные сведения. Производя расчеты наоборот — из Фаренгейта в Цельсий, достаточно просто применить обратную формулу: (74−30)/2 = 22 °C.
Также для перевода существуют специальные интернет-калькуляторы — достаточно ввести необходимый показатель, и система моментально произведет расчет.
Что интересно, шкала Цельсия является системой интервалов, но никак не пропорций, т. е. использует не абсолютные, а относительные соотношения. К примеру, разница между температурными показателями 20 °C и 30 °C равняется 10 °C, что равнозначно разнице между 30 °C и 40 °C. Однако если смотреть с научной стороны, нагретый до 40 °C воздух будет отличаться от тепловой энергии воздуха в 20 °C, умноженной на 2.
Разница между Цельсием и Фаренгейтом
Если сравнивать эффективность и точность этих двух шкал, то шкала Цельсия явно будет впереди. Не зря при появлении метода измерения температуры по Цельсию, этой шкалой стали пользоваться практически во всех странах. Шкала Фаренгейта являлась скорее основой для создания более точной и удобной системы измерения. Проанализировав методы их работы и используемые точки опоры, можно узнать, какова разница между Цельсием и Фаренгейтом:
- Шкала Фаренгейта имеет нижнюю отметку, равную температуре плавления льда и нашатырного спирта, а наименьшим значением шкалы Цельсия является температура таяния льда и замораживания воды.
- Числовые показатели по Фаренгейту от 0 до 100 градусов равнозначны диапазону от -18 до 38 градусов по шкале Цельсия.
- Градус Фаренгейта относится к устаревшей единице измерения, ее привыкли использовать в теплых странах, где отсутствуют сильные перепады температуры, и термометры не показывают отрицательные значения. А шкала Цельсия точно передает самые низкие минусовые показатели, используется для измерения температуры людей и животных.
- Показатель 32°F равнозначен 0 °C, что делает шкалу Цельсия более удобной и понятной для восприятия.
В Британии, описывая температуру, применяется и Цельсий и Фаренгейт, разница между ними указывается в таблице перевода. Также у них принято указывать отрицательные температуры в градусах Цельсия, а положительные — по Фаренгейту.
