Фаренгейт - Fahrenheit

градус Фаренгейта
Рамтермометр по Фаренгейту + Цельсию.jpg
Термометр с градусами Фаренгейта (отмечен на внешней панели) и Цельсия (отмечен на внутреннем циферблате). Шкала Фаренгейта была первой широко используемой стандартизированной температурной шкалой .
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 т / или / F ɑː г ə п ч 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 .

Определение и преобразование

Формулы преобразования температуры по Фаренгейту
от Фаренгейта по Фаренгейту
Цельсия [° C] = ([° F] - 32) ×  59 [° F] = [° C] ×  95  + 32
Кельвин [K] = ([° F] + 459,67) ×  59 [° F] = [K] ×  95  - 459,67
Ренкин [° R] = [° F] + 459,67 [° F] = [° R] - 459,67
Для температурных интервалов, а не конкретных температур,
1 ° F = 1 ° R = 59  ° C = 59  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 59  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

Даниэль Габриэль Фаренгейт , пионер стандартизированных измерений температуры и основоположник эры прецизионной термометрии . Он изобрел стеклянный ртутный термометр (первый широко используемый, практичный и точный термометр) и шкалу Фаренгейта (первая широко используемая стандартизованная шкала температур).

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

  Страны, использующие градусы Фаренгейта (° F).
  Страны, которые используют градусы Фаренгейта (° F) и Цельсия (° C).
  Страны, использующие градусы Цельсия (° C).
Термометр CF.svg

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.

Европейский символ прачечной для стирки при 40 ° C.

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. . "

Смотрите также

Сноски

Примечания и ссылки

внешние ссылки

  • «Единицы СИ - Температура» . nist.gov . Национальный институт стандартов и технологий (Министерство торговли США). 15 ноября 2019 . Проверено 25 февраля 2020 года .