Знать температуру своего тела, воздуха за окном, воды, наполняющей ванну или бассейн, и множества других явлений и предметов, окружающих современного человека, стало делом привычным, а процесс измерения - простым и доступным каждому. Если задать вопрос о том, какая температура у кого-то или чего-то, едва ли цифры, названные в ответ, вызовут недоумение, оказавшись абсолютно нехарактерными.
Причиной этому - распространенная практически во всем измерения данной физической величины по шкале Цельсия. Однако в США, Канаде, Англии и ряде других стран распространено в быту определение температуры по системе Фаренгейта. Чтобы понимать друг друга, достаточно представлять диапазон каждой шкалы и их соотношение по Фаренгейту и Цельсию.
Объект измерения, или что такое температура?
Термин происходит от слова temperature (в переводе с латинского - "нормальное состояние/смещение"). С точки зрения физики - это величина, которая характеризует подвижность молекул вещества, его внутреннюю энергию. Чем быстрее движутся частицы, чем больше они сталкиваются друг с другом - тем выше температурное значение. Отсюда и общеизвестный факт, что при нагревании объем тел и веществ увеличивается. Но температура и тепло - не тождественные понятия. Разогретые до одинаковых температурных показателей тела обладают разной способностью нагревать сторонние объекты (пример - отличие скорости закипания чайника на маленькой и большой конфорке).
Изобретение Даниэля Габриэля Фаренгейта
Голландский физик, родившийся в 1686 году в польском городе Гданьске, рано начал научную деятельность. Он собственноручно собирал измерительные приборы и в возрасте 23 лет изобрел а спустя 5 лет - ртутный. В 1724 году Фаренгейт предложил научному сообществу свою систему измерения температур. Позже она претерпела некоторые изменения. Целью ученого было создать шкалу без отрицательного значения, поэтому за ноль он принял самую низкую температуру, известную в то время - плавления смеси льда, воды и нашатырного спирта. Для определения одного деления на термометре - градуса - физик использовал диапазон между показателем таяния льда и кипения воды, разделив его на 180 равных частей.
Система Андреса Цельсия
Родившийся в 1701 году в Швеции астроном, геолог и метеоролог предложил свою шкалу в 1742 году. В качестве ноля изначально использовалась температура кипения воды, а за 100 градусов - ее таяния. Направление самой распространенной ныне в мире шкалы было изменено современником Цельсия Карлом Линнеем в год смерти ее автора - 1744. Таким образом она приобрела свой актуальный вид. Температуры более низкие, чем точка таяния льда, измеряются по такому же принципу, как и высокие, но имеют отрицательное значение.
Соотношение шкалы Фаренгейта и Цельсия
Показательными для сравнения двух систем будут известные всем стандарты температур - кипение воды, таяния льда, норма для здорового человеческого тела.
Цифры будут следующими - 100°, 0° и примерное среднее значение в диапазоне от 36 до 37° на шкале Цельсия. По Фаренгейту соотношение будет следующим - 212°, 32° и приблизительно 98°. Одним из ключевых понятий в измерении температуры является абсолютный ноль - теоретическое значение, являющейся точкой отсчета и эталоном для любых использования систем. Эта величина характеризуется отсутствием движения частиц материи. В соотношении Цельсия и Фаренгейта это показатели равные -273,15 и -459,67 градуса.
Осуществить перевод значений одной системы в другую достаточно просто. Для такого арифметического преобразования существует формула, используемая в двух направлениях (в зависимости от изначального показателя). Соотношение и Цельсия равно 1: 5/9.
Таким образом, для перевода показаний термометра Фаренгейта в систему Цельсия необходимо от исходного значения отнять 32 и умножить на 5/9.
Соответственно, обратное преобразование осуществляется по формуле в которой данные шкалы Цельсия умножают на 5/9 и прибавляют 32.
Для понимания обеих систем и использования их в быту совсем не обязательно применять математические расчеты каждый раз. Если использование малознакомой системы необходимо - достаточно немного попрактиковаться, и примерное значение данных в соотношении Фаренгейта и Цельсия будет легко определяться «на слух».
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°.
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.
Те, кто хотя бы раз были в США или просто внимательно смотрели американские фильмы, наверняка заметили, что для обозначения температуры в Штатах используется Фаренгейт. К сожалению, хотя американцы и слышали про Цельсий, в реальной жизни они его не используют. Почему же так получилось?
Шкала Фаренгейта (Fahrenheit |ˈfærənhaɪt|) «родилась» раньше шкалы Цельсия (Celsius |ˈselsiəs|) почти на целых 20 лет. Систему Фаренгейт придумал немецкий ученый Даниэль Габриэль Фаренгейт в 1724 году, а Цельсий изобрел шведский ученый Андерс Цельсий в 1742 году.
Фаренгейт первый в мире смог изготовить два термометра, которые показывали одинаковую температуру. Воодушевившись успехом, ученый решил заодно и изобрести температурную шкалу. Фаренгейт решил, что ноль должен быть на самой низкой температуре. На тот момент самая низкая температура у него получилась при измерении температуры воды с солью. А позже он узнал, что температура замерзания воды стала 32 градуса, температура кипения – 212 градусов, а температура человеческого тела – 96 градусов. Все эти исследования так восхитили англичан, что они позвали Фаренгейта в Королевское общество и стали активно использовать температурную шкалу Фаренгейта.
Как мы все помним из истории, США изначально было английской колонией. Как и все колонии, США стали использовать эту систему измерения температуры. Но около 1790 года шкала Цельсия потрясла весь мир своей простотой и страны постепенно стали переходить с Фаренгейта на Цельсии. Даже Британия решилась на такую перемену в 1965 году. Постепенно и все бывшие колонии перешли на измерение через Цельсий, ну и «заодно» приняли всю метрическую систему. Все. Кроме США.
По правде говоря, США честно пыталось пойти за остальным миром. В 1975 году они даже приняли закон, по которому страна должна была начать переходить на метрическую систему. Этот закон называется “Metric Conversion Act”. Но ничего не вышло. Переход на метрическую систему должен был быть добровольным, а простые американцы этого не хотели. Ведь действительно, зачем им метрическая система, если реальных «соседей» у них только двое – Канада и Мексика. И те худо-бедно разбираются в американской системе измерения. Так что в 1982 году президент Рейган распустил Метрическую комиссию. И все осталось как раньше.
Простых американцев все устраивает. Родные Фаренгейты кажутся им простыми и логичными. Кстати, кроме американцев Фаренгейтами пользуются еще и на Багамах, островах Кайман, республике Палау и государстве Белиз. Неплохая компания, правда?
Давайте посмотрим, какие слова нам следует запомнить, чтобы блеснуть своими познаниями о шкале Фаренгейт перед простыми американцами?
Намотай себе на ус
Фаренгейт
- Fahrenheit |ˈfærənhaɪt|
Цельсий
- Celsius |ˈselsiəs|
Колония
- colony
Термометр
- thermometer
Шкала
– scale
Температура замерзания
– freezing point
Температура кипения воды
– boiling point
Температура окружающей среды
– ambient point
Температура воздуха
– air temperature
Температура выше нормы
– above-normal temperature
Измерить температуру больному
– to take a patient temperature
Высокая температура
– high temperature
Метрическая система
– metric system
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
Загрузка...
