Температурна шкала Фаренгейта, Цельсія, Кельвіна

Найвідомішими, на даний момент, температурними шкалами є шкали Фаренгейта, Цельсія і Кельвіна.

Температурна шкала Фаренгейта найбільш популярна в США. Вимірюється температура в градусах, наприклад, 48,2 ° F (сорок вісім і два градуси за Фаренгейтом), символ F вказує, що використовується шкала Фаренгейта.

Європейці звикли до температурної шкалою Цельсія, яка вимірює температуру також в градусах, наприклад, 48,2 ° C (сорок вісім і два градуси за Цельсієм), символ С вказує, що використовується шкала Цельсія.

Вченим більш звично оперувати з температурною шкалою Кельвіна. До 1968 року коливань офіційно іменувався градусом Кельвіна, потім було прийнято рішення іменувати значення температури, яка вимірюється за шкалою Кельвіна, просто в кельвінах (без градусів), наприклад, 48,2 К (сорок вісім і два Кельвіна).

Даніель Габріель Фаренгейт свою шкалу винайшов в 18 столітті, займаючись виготовленням термометрів в Амстердамі. За нульову точку температури Фаренгейт взяв температуру замороженого розчину солі, який в той час використовувався для отримання низьких температур в лабораторних умовах. Значення в 32 ° F німецький фізик встановив для температури плавлення льоду і заморожування води (при підвищенні і зниженні температури відповідно). Відповідно до отриманої шкалою, температура закипання води дорівнює 212 ° F.

У тому ж 18 столітті шведський вчений Андерс Цельсій винайшов свою температурну шкалу, в основі якої лежить температура замерзання (0 ° C) і закипання (100 ° C) чистої води при нормальному атмосферному тиску.

Шкала Кельвіна була винайдена в 19 столітті британським вченим Вільямом Томсоном, який згодом отримав почесний титул барона Кельвіна. В основу своєї температурної шкали Томсон поклав поняття абсолютного нуля. Пізніше шкала Кельвіна стала основною в фізиці, і зараз через неї визначаються системи Фаренгейта і Цельсія.

За своєю суттю температура будь-якого об’єкта характеризує міру руху його молекул – чим швидше рухаються молекули, тим вище температура об’єкта, і навпаки. Чим нижче температура, тим молекули рухаються повільніше. При абсолютному нулі (0 К) молекули зупиняються (чого в природі бути не може). З цієї причини, досягти температури абсолютного нуля або ще більш низьких температур неможливо.

Треба сказати, що градуювання шкал Кельвіна і Цельсія збігаються (один градус Цельсія дорівнює одному Кельвіна), а 0 К = -273,15 ° C.

Таким чином, зв’язати температурні шкали Кельвіна і Цельсія дуже просто:

K = C + 273,15
C = K-273,15
Спробуємо пов’язати шкали Цельсія і Фаренгейта.

Як відомо, вода замерзає при 32 ° F і 0 ° C: 32 ° F = 0 ° C. Закипає вода при 212 ° F і 100 ° C: 212 ° F = 100 ° C.

Таким чином, на 180 градусів шкали Фаренгейта припадає 100 градусів шкали Цельсія (співвідношення 9/5): 212 ° F-32 ° F = 100 ° C-0 ° C.

Також слід врахувати, що нульова точка шкали Цельсія відповідає 32-градусної точці шкали Фаренгейта.

З огляду на вищевикладені відповідності двох шкал, виводимо формулу перекладу температури з однієї шкали в іншу:

С = (5/9) · (F-32)
F = (9/5) · C + 32
Якщо вирішити дану систему рівнянь, можна дізнатися, що -40 ° C = -40 ° F – це єдина температура, при якій значення обох шкал співпадають.

Діючи аналогічним чином, пов’язуємо шкали Кельвіна і Фаренгейта:

F = (9/5) · (K-273,15) +32 = (9/5) K-459,67
K = (5/9) · (F + 459,67)

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Кільця Сатурна