Замерзание воды по фаренгейту. Фаренгейт в Цельсий и обратно: формула перевода, разница между шкалами. Как переводить из Фаренгейта в Цельсия
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.
Странах, но в конце 1960-х - начале 1970-х годов она была практически вытеснена шкалой Цельсия . Только на Ямайке , в США и Канаде шкала Фаренгейта до сих пор широко используется в бытовых целях.
Шкала названа в честь предложившего её в 1724 году немецкого учёного Габриеля Фаренгейта .
На шкале Фаренгейта точка таяния льда равна +32 °F, а точка кипения воды +212 °F (при нормальном атмосферном давлении). При этом один градус Фаренгейта равен 1/180 разности этих температур. Диапазон 0°…+100° по шкале Фаренгейта примерно соответствует диапазону −18°…+38° по шкале Цельсия. Ноль на этой шкале определяется по температуре замерзания смеси воды, льда и нашатыря, а за 100 °F принята нормальная температура человеческого тела (однако Фаренгейт ошибся в последнем измерении: нормальная температура человеческого тела составляет 97,9 °F). По одной из версий за 100 градусов температурной шкалы Фаренгейт принял температуру тела своей жены, которая в момент измерения температуры была нездорова - именно этим и обусловлено смещение стоградусной точки на 2,1°F, а не погрешностью самого измерения.
Арифметические преобразования
Один градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия , а температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия нижеследующими формулами.
Из шкалы Цельсия в шкалу Фаренгейта:
Из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия:
Ссылки
- Перевод температуры, выраженной в градусах Фаренгейта в другие системы
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Шкала Фаренгейта" в других словарях:
ШКАЛА ФАРЕНГЕЙТА, температурная шкала, основанная на температуре замерзания (32 °F) и температуре кипения (212 °F) воды. Промежуток между этими точками делился на 180 равных частей. Хотя шкала Фаренгейта позже была заменена шкалой Цельсия, ее… … Научно-технический энциклопедический словарь
шкала Фаренгейта - Farenheito skalė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Temperatūros skalė, kurioje vandens virimo taškas atitinka 212 °F, o jo užšalimo taškas – 32 °F. atitikmenys: angl. Fahrenheit scale vok. Fahrenheits Skala, f rus. шкала … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Измерять температуру человечество научилось примерно 400 лет назад. Но первые приборы, напоминающие нынешние термометры, появились только в Х V III веке. Изобретателем первого градусника стал ученый Габриэль Фаренгейт. Всего в мире было изобретено несколько разных температурных шкал, одни из них были более популярны и используются до сих пор, другие постепенно вышли из употребления.
Температурные шкалы - это системы температурных значений, которые возможно сопоставить между собой. Так как температура не относится к величинам, подлежащим непосредственному измерению, то значение ее связывают с изменением температурного состояния какого-либо вещества (например, воды). На всех температурных шкалах, как правило, фиксируют две точки, соответствующие температурам перехода выбранного термометрического вещества в разные фазы. Это так называемые реперные точки. Примерами может служить точка закипания воды, точка твердения золота и т. п. Одну из точек принимают за начало отсчета. Интервал между ними делят на определенное количество равных отрезков, являющихся единичными. За единицу повсеместно принят один градус.
Наиболее популярные и получившие самое широкое распространение в мире шкалы температур - шкала Цельсия и Фаренгейта. Впрочем, рассмотрим по порядку имеющиеся шкалы и попробуем сравнить их с точки зрения удобства использования и практической пользы. Наиболее известных шкал пять:
1. Шкала Фаренгейта была изобретена Фаренгейтом, немецким ученым. В один из холодных зимних дней 1709 года ртуть в термометре ученого опустилась до очень низкой температуры, которую он предложил принять за нуль по новой шкале. Другой реперной точкой стала температура человеческого тела. Температурой замерзания воды по его шкале стали +32°, а температурой кипения +212°. Шкала Фаренгейта не является особенно продуманной и удобной. Ранее она широко применялась в в настоящее время - практически только в США.
2. По шкале Реомюра, изобретенной французским ученым Рене де Реомюром в 1731 году, нижней реперной точкой служит точка замерзания воды. Шкала основана на использовании спирта, который расширяется при нагревании, за градус была принята тысячная часть объема спирта в резервуаре и трубке при нуле. Сейчас эта шкала вышла из употребления.
3. По шкале Цельсия (предложена шведом в 1742 году) за нуль принята температура смеси льда и воды (температура, при которой тает лед), другая основная точка - температура, при которой вода закипает. Интервал между ними решено было поделить на 100 частей, и одна часть принята за единицу измерения - градус Цельсия. более рациональна, чем шкала Фаренгейта и шкала Реомюра, и сейчас используется повсеместно.
4. Шкала Кельвина изобретена в 1848 году лордом Кельвином (английский ученый У. Томсон). На ней нулевая точка соответствовала самой низкой возможной температуре, при которой прекращается движение молекул вещества. Это значение было теоретически вычислено при изучении свойств газов. По шкале Цельсия это значение соответствует приблизительно - 273°С, т. е. нуль по Цельсию равняется 273 К. Единицей измерения новой шкалы стал один кельвин (первоначально именовался «градус Кельвина»).
5. (по фамилии шотландского физика У. Ранкина) имеет тот же принцип, что у шкалы Кельвина, а размерность ту же, что шкала Фаренгейта. Эта система практически не получила распространения.
Значения температур, которые дает нам шкала Фаренгейта и Цельсия, могут быть легко переведены друг в друга. При переводе «в уме» (т. е. быстро, не пользуясь специальными таблицами) значений по Фаренгейту в градусы Цельсия нужно исходную цифру уменьшить на 32 единицы и умножить на 5/9. Наоборот (из шкалы Цельсия в Фаренгейта) - умножить исходное значение на 9/5 и добавить 32. Для сравнения: температура по Цельсию - 273,15 °, по Фаренгейту- 459,67°.
Температура в градусах Фаренгейта это сейчас не экзотика. Она очень часто обозначается на многих заграничных приборах, особенно на медицинских и метеорологических термометрах. Шкала Фаренггейта - это самая популярная температурная шкала вне системы СИ. Мы решили немного копнуть в историю и изложить для любознательных читателей нашего портала историю создания этой очень старой, но все еще популярной в некоторых странах температурной шкалы.
Во многих справочниках, в том числе в русской Википедии, Даниэль Габриель Фаренгейт упоминается как немецкий физик. Однако согласно энциклопедии «Британника», он был голландским физиком, родившимся в Польше в г. Гданьске 24 мая 1686 г. Фаренгейт сам изготавливал научные инструменты и в 1709 г. изобрел спиртовой термометр, а в 1714 г. ртутный термометр.
В 1724 г. Фаренгейт стал членом Лондонского Королевского Общества и представил ему свою шкалу температур. Шкала была построена на основе трех опорных точек. В первоначальном варианте (который в дальнейшем был изменен) за нулевую точку он принял температуру соляного раствора (лед, вода и хлорид аммония в соотношении 1:1:1). Стабилизация температуры такого раствора происходила при 0 °F (-17.78 °C). Вторая точка 32 °F была точкой плавления льда, т.е. температурой смеси льда и воды в соотношении 1:1 (0 °C). Третья точка - это нормальная температура человеческого тела, которой он приписал 96 °F.
Почему были выбраны такие странные, некруглые цифры? Согласно одной из историй, Фаренгейт первоначально выбрал за ноль своей шкалы самую низкую температуру, измеренную в его родном городе Гданьске зимой 1708/09 г. Позже, когда стало необходимо сделать эту температуру хорошо воспроизводимой, он использовал для ее воспроизведения соляной раствор. Одно из объяснений неточности полученной температуры в том, что Фаренгейт не имел возможности сделать хороший соляной раствор, чтобы получить точный эвтектический равновесный состав хлорида аммония (то есть, он, возможно, растворял несколько солей, причем не полностью).
Еще одна интересная история связана с письмом Фаренгейта его другу Герману Бурхавэ. Согласно письму, его шкала была создана на основе работы астронома Олофа Рёмера, с которым Фаренгейт ранее общался. В шкале Рёмера соляной раствор замерзает при нуле градусов, вода при 7,5 градусах, температура тела человека принята за 22,5 градуса и вода кипит при 60 градусах (есть мнение, что это по аналогии с 60 сек. в часе). Фаренгейт умножил каждое из чисел на четыре, чтобы убрать дробную часть. При этом точка плавления льда оказалась равной 30 град. , а температура человека 90 град. Он пошел дальше и сдвинул шкалу так, чтобы точка льда была равна 32 град., а температура тела человека 96 град. Таким образом появилась возможность разбить интервал между этими двумя точками, составивший 64 град., простым многократным делением промежутка пополам. (64 это 2 в шестой степени).
При измерении своими отградуированными термометрами температуры кипения воды Фаренгейт получил значение около 212 °F . В дальнейшем ученые решили немного переопределить шкалу, приписав точное значение двум хорошо воспроизводимым реперным точкам: температуре плавления льда 32 °F и температуре кипения воды 212 °F. При этом нормальная температура человека по такой шкале после новых, более точных измерений получилась около 98 °F , а не 96 °F.
Шкала Фаренгейта существует уже 290 лет. В англоязычных странах она была приоритетной шкалой в промышленности, медицине и метеорологии до 60-х годов 20 века. В последствии страны Европы перешли на шкалу Цельсия. Но по-прежнему особенная привязанность к шкале Фаренгейта отмечается в США. Часто дети или домохозяйки в Америке не представляют, что такое температура воздуха 20 °С. Много это или мало? Другое дело 68 ° F. Всем все становится ясно. Поэтому прогноз погоды в Америке всегда содержит температуру в градусах Фаренгейта.
Британские газеты, как правило, указывают температуру воздуха в градусах Цельсия, но при этом приводят таблицу перевода в градусы Фаренгейта. В заголовках новостей британской прессы принято указывать градусы Цельсия для отрицательных температур и Фаренгейта для положительных. В феврале 2006 г. в крупнейшей газете The Times была опубликована статья о психологии восприятия прогнозов погоды, в которой говорилось, что -6 °С звучит для человека холоднее, чем 21 °F, а 94 °F звучит более впечатляюще, чем 34 °С.
Перевод градусов Фаренгейта в градусы Цельсия и наоборот дело не сложное. Для Вашего удобства внизу главной страницы сайта есть он-лайн калькулятор температуры, мгновенно переводящий градусы Фаренгейта в градусы Цельсия.