لقد تعلمت البشرية قياس درجة الحرارة منذ حوالي 400 عام. لكن الأدوات الأولى التي تشبه موازين الحرارة الحالية ظهرت فقط في القرن الخامس عشر. مخترع أول مقياس حرارة هو العالم غابرييل فهرنهايت. في المجمل، تم اختراع العديد من مقاييس درجات الحرارة المختلفة في العالم، وكان بعضها أكثر شيوعًا ولا يزال يستخدم حتى اليوم، والبعض الآخر توقف عن الاستخدام تدريجيًا.

مقاييس درجة الحرارة هي أنظمة لقيم درجات الحرارة التي يمكن مقارنتها مع بعضها البعض. وبما أن درجة الحرارة ليست كمية يمكن قياسها مباشرة، فإن قيمتها ترتبط بالتغير في حالة درجة حرارة المادة (على سبيل المثال، الماء). في جميع مقاييس درجة الحرارة، كقاعدة عامة، يتم تسجيل نقطتين، المقابلة لدرجات حرارة انتقال المادة الحرارية المحددة إلى مراحل مختلفة. هذه هي ما يسمى النقاط المرجعية. تشمل الأمثلة نقطة غليان الماء، ونقطة تصلب الذهب، وما إلى ذلك. ويتم أخذ إحدى النقاط على أنها الأصل. وينقسم الفاصل الزمني بينهما إلى عدد معين من الأجزاء المتساوية، والتي تكون مفردة. يتم قبول درجة واحدة عالميًا كوحدة.

مقاييس درجة الحرارة الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا في العالم هي المقاييس المئوية والفهرنهايت. ومع ذلك، دعونا ننظر إلى المقاييس المتوفرة بالترتيب ونحاول مقارنتها من حيث سهولة الاستخدام والفائدة العملية. هناك خمسة مقاييس مشهورة:

1. مقياس فهرنهايت اخترعه عالم ألماني. واحدة من البرد أيام الشتاءفي عام 1709، انخفض الزئبق في مقياس الحرارة الخاص بالعالم إلى درجة حرارة منخفضة جدًا، والتي اقترح اعتبارها صفرًا على المقياس الجديد. النقطة المرجعية الأخرى كانت درجة حرارة جسم الإنسان. وكانت درجة تجمد الماء على مقياسه +32 درجة، ونقطة الغليان +212 درجة. مقياس فهرنهايت ليس مدروسًا أو مناسبًا بشكل خاص. في السابق، كان يستخدم على نطاق واسع في الوقت الحاضر - فقط في الولايات المتحدة الأمريكية تقريبًا.

2. وفقا لمقياس ريومور، الذي اخترعه العالم الفرنسي رينيه دي ريومور عام 1731، فإن النقطة المرجعية الدنيا هي نقطة تجمد الماء. يعتمد المقياس على استخدام الكحول، الذي يتمدد عند تسخينه بدرجة تساوي جزءًا من الألف من حجم الكحول في الخزان والأنبوب عند الصفر؛ هذا المقياس أصبح الآن خارج الاستخدام.

3. على مقياس مئوية (اقترحه سويدي عام 1742)، تعتبر درجة حرارة خليط الجليد والماء (درجة الحرارة التي يذوب عندها الجليد) صفرًا. والنقطة الرئيسية الأخرى هي درجة الحرارة التي يغلي عندها الماء. تقرر تقسيم الفاصل الزمني بينهما إلى 100 جزء، وتم أخذ جزء واحد كوحدة قياس - درجة مئوية. أكثر عقلانية من مقياس فهرنهايت ومقياس ريومور، ويستخدم الآن في كل مكان.

4. تم اختراع مقياس كلفن عام 1848 على يد اللورد كلفن (العالم الإنجليزي دبليو طومسون). وتتوافق نقطة الصفر الموجودة عليها مع أدنى درجة حرارة ممكنة تتوقف عندها حركة جزيئات المادة. تم حساب هذه القيمة نظريًا عند دراسة خصائص الغازات. على مقياس مئوية، تقابل هذه القيمة تقريبًا - 273 درجة مئوية، أي أن الصفر المئوي يساوي 273 كلفن. وكانت وحدة قياس المقياس الجديد هي كلفن واحد (كانت تسمى في الأصل "درجة كلفن").

5. (سمي على اسم الفيزيائي الاسكتلندي دبليو رانكين) له نفس مبدأ مقياس كلفن، والبعد هو نفس مقياس فهرنهايت. هذا النظام لم يكن واسع الانتشار عمليا.

يمكن بسهولة تحويل قيم درجة الحرارة التي يوفرها لنا مقياس فهرنهايت ومقياس مئوية إلى بعضها البعض. عند تحويل "في رأسك" (أي بسرعة، دون استخدام جداول خاصة) قيم فهرنهايت إلى درجات مئوية، تحتاج إلى تقليل الرقم الأصلي بمقدار 32 وحدة وضربه في 5/9. بالعكس (من مقياس مئوية إلى فهرنهايت) - اضرب القيمة الأصلية في 9/5 وأضف 32. للمقارنة: درجة الحرارة مئوية هي 273.15 درجة، بالفهرنهايت - 459.67 درجة.

درجة الحرارة هي كمية فيزيائية تميز الحالة الديناميكية الحرارية لجسم ما. حاليا، يتم استخدام عدة طرق رئيسية لقياس درجة الحرارة.

درجة الحرارة مئوية

في روسيا وعدد من الدول الأخرى، بما في ذلك الدول الأوروبية، فإن المقياس الأكثر شيوعًا المستخدم لقياس درجة الحرارة هو الدرجة المئوية. وقد حصل على اسمه من مؤلف مقياس درجة الحرارة هذا، ألكسندر سيلسيوس، الذي طرح اقتراحه في عام 1742.

في البداية، كانت فكرة مئوية تقوم على الأساسيات حالات التجميعالماء: إذن تم اعتبار درجة تجمده 0 درجة. وبالتالي، تم تصنيف درجات الحرارة أقل من 0، أي تلك التي يكون فيها الماء في حالة صلبة، على أنها درجات حرارة سلبية. تم اعتبار درجة غليان الماء 100 درجة: وقد سمحت لنا هذه النقاط المرجعية بحساب مدى درجة مئوية واحدة.

وفي وقت لاحق، تم تطوير مقياس كلفن، مع الأخذ في الاعتبار الصفر المطلق، أي الحد الأدنى لدرجة الحرارة الممكنة فيزيائيًا، بعد 0 درجة كلفن (أو 0)، تم جعل مقياس كلفن ومقياس مئوية متماشيا مع بعضهما البعض. الآن، لتعيين درجة حرارة مادة ما بالدرجات المئوية، تحتاج إلى إضافة 273.15 إلى درجة الحرارة على مقياس كلفن.

درجة حرارة فهرنهايت

قام العالم الألماني غابرييل فهرنهايت بتطوير مقياسه بالتزامن تقريبًا مع الدرجة المئوية: في عام 1724. لقد أخذ، مثل مئوية، في الاعتبار حالات المياه، لكنه حددها بأرقام مختلفة. إذن، درجة حرارة الماء على مقياس فهرنهايت هي 32 درجة، ودرجة غليانه هي 212 درجة. وبناءً على هذا النطاق من درجات الحرارة، تم قياس قيمة واحد، وهي 1/180 من الفرق بين نقطتي تجمد وغليان الماء بالدرجات.

العلاقة بين درجات الحرارة المئوية والفهرنهايت

ولتنفيذ قيم درجات الحرارة من المقياس المئوي إلى المقياس الفهرنهايتي وبالعكس هناك صيغ خاصة: على سبيل المثال درجة الحرارة المئوية = (درجة الحرارة الفهرنهايت - 32) * 5/9. على سبيل المثال، 120 درجة فهرنهايت وفقًا لهذه الصيغة تساوي 48.9 درجة مئوية.

للتحويل مرة أخرى، يمكنك استخدام الصيغة التالية: درجة الحرارة فهرنهايت = درجة الحرارة المئوية * 9/5 + 32. على سبيل المثال، 20 درجة مئوية وفقًا لهذه الصيغة سوف تتوافق مع 68 درجة فهرنهايت. علاوة على ذلك، يمكن أيضًا استخدام هاتين الصيغتين لتحويل درجات الحرارة المئوية السلبية إلى مقياس فهرنهايت.

لا يركز العلماء فقط على مؤشرات درجة الحرارة في الأعمال العلمية، ولكن أيضًا الناس العاديينتخطط للخروج ولا تعرف أي الملابس تختار. في بلدان مختلفةهناك أنظمة قياس خاصة بها وأكثر شيوعًا. المواطنون الروس على دراية بمقياس مئوية؛ أما في أمريكا، فإن تطوير فهرنهايت أكثر شعبية.

القياس في مئوية

في روسيا ومعظم الدول الأوروبية، عند الحديث عن مؤشرات درجة الحرارة، يقصد الناس القياس بالدرجة المئوية. تم اختراع مقياس درجة الحرارة في عام 1742 على يد ألكسندر سيلسيوس. لقد كان رجلا غير عادي قام بإنشاء كتاب مدرسي في الحساب، وشارك في رحلة مدتها 4 سنوات وزار المؤسسات الفلكية الشهيرة. ومع ذلك، فإن اسم العالم السويدي لا يفارق شفاهنا أبدًا بفضل مقياسه الشهير الذي يحتوي على 100 قسم وتم تطويره من خلال تحليل الحالات المحتملة للمياه.

تعتمد النظرية على ملامح تعديل المياه. يتجمد الماء عند درجات حرارة أقل من الصفر. تسمى مؤشرات درجة الحرارة المقابلة لعملية تحويل الماء إلى جليد بالسالب. عملية غلي الماء ممكنة بنسبة 100% ( نظرة مألوفةأعطى لينيوس المقياس وفقًا لدرجة مئوية، حيث يغلي الماء عند 0 درجة ويذوب عند 100 درجة. أعطت هذه العلامات القطبية للعالم الفرصة لحساب مؤشر يساوي درجة واحدة.

ثم بدأ استخدام مقياس كلفن مع الأخذ بعين الاعتبار الحد الأدنى لدرجة الحرارة، وهو 0 درجة. وقد تم جلب هذه المقاييس إلى الامتثال. لتسمية مؤشر درجة حرارة مادة ما، محسوبًا بالدرجة المئوية، يلزمك إضافة علامة درجة الحرارة على المقياس الذي طوره كلفن 273,15 .

درجة حرارة فهرنهايت

القياس على هذا المقياس شائع. في كثير من الأحيان، تقوم الأجهزة الطبية الأجنبية وتطورات الأرصاد الجوية بقياس درجة الحرارة على مقياس فهرنهايت. نحن مدينون بهذا النظام لقياس درجة الحرارة للعالم الهولندي فهرنهايت. ومن بين تطوراته موازين الحرارة الخاصة بالكحول والزئبق.

في العشرينات من القرن الثامن عشر. قدم الفيزيائي مقياس درجة الحرارة الخاص به إلى الجمعية الملكية في لندن. في النسخة الأولية، تم أخذ درجة حرارة المحلول الملحي (الماء والثلج وكلوريد الأمونيوم بأجزاء متساوية) كنقطة أساسية. يمكن تحقيق أداء مستقر عند الصفر (-17.78 درجة مئوية). عند العلامة التي أشارت إليها فهرنهايت بـ 32 درجة، بدأ الخليط في الذوبان. وأشار المؤشر الثالث درجة الحرارة المثلىالإنسان تساوي 96 درجة.

كيف نفسر وجود المؤشرات الكسرية؟ ربما تم الحصول عليها بسبب اختيار علامة الصفر لفصل الشتاء في مدينة غدانسك. بعد ذلك، كان على العالم الهولندي أن يتدرب للحصول على قيمة قابلة للتكرار بشكل جيد؛ ثم بدأ استخدام المحلول الملحي. لم تتح للعالم الفرصة للحصول على محلول ملحي عالي الجودة لعمله. هذه العيوب لا يمكن أن تمنع شعبية مقياس درجة الحرارة.

كان مقياس فهرنهايت محبوبًا بشكل خاص من قبل العلماء الناطقين باللغة الإنجليزية في منتصف القرن الماضي؛ ثم بدأ الأوروبيون في تفضيل النظام الذي طورته شركة سيلسيوس. لا يزال الأمريكيون يقيسون درجة الحرارة بالفهرنهايت. من الواضح لهم أنه من الأفضل الحفاظ على درجة حرارة الغرفة عندها 68 درجة فهرنهايت.

تتبع المنشورات البريطانية في تقارير الأرصاد الجوية هذا النهج: فهي تشير إلى المؤشرات بالدرجة المئوية وتوفر ترجمة لمقياس فهرنهايت. يتيح ذلك للأشخاص اختيار نظام الشهادات الخاص بهم ويميلون إلى تطوير أحد هذه الأنظمة. النقادالقرون الماضية.

كيف يمكن مقارنة درجات الحرارة على مقاييس مختلفة؟

هناك صيغ ملائمة تسمح لك بترجمة المؤشرات بسرعة. لفهم القيمة على مقياس فهرنهايت هي علامة درجة الحرارة بالدرجة المئوية، فإن الأمر يستحق تطبيق صيغ خاصة. يمكن حساب درجة الحرارة في النظام المئوي على النحو التالي: علامة مقياس فهرنهايت - 32، اضرب القيمة الناتجة في 5/9. إذن، 120 درجة فهرنهايت تساوي 48.9 درجة مئوية.

كيفية حساب درجة الحرارة فهرنهايت من البيانات المئوية المتاحة؟ نقوم بتنفيذ العملية الحسابية التالية: قيمة مقياس مئوية * 9/5 إضافة 32.20 درجة النظام الأوروبيقياسات درجة الحرارة هي 60 درجة فهرنهايت.

درجة الحرارة بالدرجات فهرنهايت ليست غريبة الآن. غالبًا ما يتم الإشارة إليه في العديد من الأدوات الأجنبية، خاصة في مقاييس الحرارة الطبية والأرصاد الجوية. مقياس فهرنهايت هو مقياس درجة الحرارة الأكثر شعبية خارج نظام SI. قررنا أن نحفر قليلاً في التاريخ وأن نحدد للقراء الفضوليين لبوابتنا تاريخ إنشاء مقياس درجة الحرارة القديم جدًا، ولكنه لا يزال شائعًا في بعض البلدان.

في العديد من الكتب المرجعية، بما في ذلك ويكيبيديا الروسية، تم ذكر دانييل غابرييل فهرنهايت كفيزيائي ألماني. ومع ذلك، وفقًا للموسوعة البريطانية، كان فيزيائيًا هولنديًا ولد في بولندا في غدانسك في 24 مايو 1686. صنع فهرنهايت بنفسه أدوات علمية وفي عام 1709 اخترع مقياس حرارة الكحول، وفي عام 1714 مقياس الحرارة الزئبقي.

وفي عام 1724، أصبح فهرنهايت عضوًا في الجمعية الملكية في لندن وقدم لها مقياس درجة الحرارة الخاص به. تم بناء المقياس على أساس ثلاث نقاط مرجعية. في النسخة الأصلية (التي تم تغييرها لاحقًا)، أخذ درجة حرارة المحلول الملحي (الجليد والماء وكلوريد الأمونيوم بنسبة 1:1:1) كنقطة الصفر. استقرت درجة حرارة هذا المحلول عند 0 درجة فهرنهايت (-17.78 درجة مئوية). النقطة الثانية وهي 32 درجة فهرنهايت كانت نقطة انصهار الجليد، أي نقطة انصهار الجليد. درجة حرارة خليط من الثلج والماء بنسبة 1:1 (0 درجة مئوية). النقطة الثالثة هي درجة الحرارة العاديةجسم الإنسان، والذي نسب إليه 96 درجة فهرنهايت.

لماذا تم اختيار هذه الأرقام الغريبة وغير الدائرية؟ وفقًا لإحدى القصص، اختار فهرنهايت في البداية أكثر من غيره درجة حرارة منخفضة، يقاس فيه مسقط رأسغدانسك في شتاء 1708/09، وعندما أصبح من الضروري جعل درجة الحرارة هذه قابلة للتكرار بشكل جيد، استخدم محلول ملحي لإعادة إنتاجها. أحد التفسيرات لعدم دقة درجة الحرارة التي تم الحصول عليها هو أن فهرنهايت لم يكن لديه القدرة على صنع محلول ملحي جيد للحصول على تركيبة متوازنة دقيقة من كلوريد الأمونيوم (أي أنه ربما يكون قد أذاب عدة أملاح، وليس بالكامل).

واحد آخر قصة مثيرة للاهتماممرتبطة برسالة من فهرنهايت إلى صديقه هيرمان بورهافي. وفقًا للرسالة، تم إنشاء مقياسه بناءً على عمل عالم الفلك أولوف رومر، الذي تواصلت معه فهرنهايت سابقًا. في مقياس رومر، يتجمد المحلول الملحي عند صفر درجة، والماء عند 7.5 درجة، وتعتبر درجة حرارة جسم الإنسان 22.5 درجة، ويغلي الماء عند 60 درجة (هناك رأي مفاده أن هذا يعادل 60 ثانية في الساعة). فهرنهايت ضرب كل رقم بأربعة لإزالة الجزء الكسري. في هذه الحالة، كانت نقطة انصهار الجليد 30 درجة. ودرجة حرارة الشخص 90 درجة. وذهب إلى أبعد من ذلك فحرك الميزان حتى أصبحت نقطة الجليد 32 درجة، ودرجة حرارة جسم الإنسان 96 درجة. وبذلك أصبح من الممكن تقسيم المسافة بين هاتين النقطتين، والتي بلغت 64 درجة، وذلك ببساطة عن طريق تقسيم المسافة إلى النصف بشكل متكرر. (64 هو 2 أس ستة).

عندما قمت بقياس درجة غليان الماء بمقاييس الحرارة الخاصة بي، كانت قيمة فهرنهايت حوالي 212 درجة فهرنهايت. بعد ذلك، قرر العلماء إعادة تعريف المقياس بشكل طفيف القيمة الدقيقةنقطتان مرجعيتان قابلتان للتكرار جيدًا: نقطة انصهار الجليد عند 32 درجة فهرنهايت ونقطة غليان الماء عند 212 درجة فهرنهايت. في الوقت نفسه، تبين أن درجة حرارة الإنسان الطبيعية على هذا المقياس بعد قياسات جديدة أكثر دقة تبلغ حوالي 98 درجة فهرنهايت، وليس 96 درجة فهرنهايت.

مقياس فهرنهايت موجود منذ 290 عامًا. وفي البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية، كان مقياس الأولوية في الصناعة والطب والأرصاد الجوية حتى الستينيات من القرن العشرين. وفي وقت لاحق، تحولت الدول الأوروبية إلى مقياس مئوية. ولكن لا يزال هناك ارتباط خاص بمقياس فهرنهايت في الولايات المتحدة. في كثير من الأحيان ليس لدى الأطفال أو ربات البيوت في أمريكا أي فكرة عن درجة حرارة الهواء البالغة 20 درجة مئوية. هل هو كثير أم قليل؟ 68 درجة فهرنهايت أمر آخر. ولذلك فإن توقعات الطقس في أمريكا تحتوي دائمًا على درجة الحرارة بالدرجات فهرنهايت.

تميل الصحف البريطانية إلى الإبلاغ عن درجات حرارة الهواء بالدرجات المئوية، ولكنها توفر أيضًا جدول تحويل إلى فهرنهايت. تميل عناوين الأخبار في الصحافة البريطانية إلى الإشارة إلى درجة مئوية لدرجات الحرارة السلبية ودرجة فهرنهايت لدرجات الحرارة الإيجابية. في فبراير 2006 في أكبر صحيفة ال مرات تم نشر مقال عن سيكولوجية التنبؤ بالطقس، والذي ذكر أن -6 درجة مئوية تبدو أكثر برودة للشخص من 21 درجة فهرنهايت، و94 درجة فهرنهايت تبدو أكثر إثارة للإعجاب من 34 درجة مئوية.

تحويل درجة فهرنهايت إلى درجة مئوية والعكس ليس بالأمر الصعب. لراحتك أدناه الصفحة الرئيسيةيحتوي الموقع على حاسبة لدرجة الحرارة على الإنترنت تقوم بتحويل فهرنهايت إلى درجة مئوية على الفور.

في العديد من البلدان، ولكن في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات من القرن العشرين، تم استبداله تقريبًا بمقياس مئوية. فقط في جامايكا والولايات المتحدة وكندا لا يزال مقياس فهرنهايت يستخدم على نطاق واسع للأغراض المنزلية.

سُمي المقياس على اسم العالم الألماني غابرييل فهرنهايت الذي اقترحه عام 1724.

على مقياس فهرنهايت، تكون نقطة انصهار الجليد +32 درجة فهرنهايت ونقطة غليان الماء +212 درجة فهرنهايت (عند الضغط الجوي العادي). علاوة على ذلك، فإن درجة فهرنهايت واحدة تساوي 1/180 من الفرق بين درجات الحرارة هذه. النطاق 0°...+100° فهرنهايت يتوافق تقريبًا مع النطاق −18°...+38° مئوية. يتم تحديد الصفر على هذا المقياس بنقطة تجمد خليط من الماء والثلج والأمونيا، و100 درجة فهرنهايت هي درجة الحرارة الطبيعية لجسم الإنسان (إلا أن الفهرنهايت أخطأ في القياس الأخير: درجة الحرارة الطبيعية لجسم الإنسان). هو 97.9 درجة فهرنهايت). وفقًا لإحدى الروايات، قام فهرنهايت بقياس درجة حرارة جسم زوجته، التي كانت غير صحية في وقت قياس درجة الحرارة، لتكون 100 درجة على مقياس درجة الحرارة - وهذا ما تسبب في تحول النقطة المئوية بمقدار 2.1 درجة فهرنهايت، وليس خطأ القياس نفسه.

التحويلات الحسابية

درجة واحدة فهرنهايت تساوي 5/9 درجة مئوية، وترتبط درجة الحرارة فهرنهايت بدرجة الحرارة المئوية من خلال الصيغ التالية.

من مئوية إلى فهرنهايت:

من فهرنهايت إلى مئوية:

روابط

  • تحويل درجة الحرارة المعبر عنها بالدرجات فهرنهايت إلى أنظمة أخرى

مؤسسة ويكيميديا.

2010.

    انظر ما هو "مقياس فهرنهايت" في القواميس الأخرى: مقياس فهرنهايت، مقياس درجة الحرارة يعتمد على نقطة التجمد (32 درجة فهرنهايت) ونقطة الغليان (212 درجة فهرنهايت) للماء. تم تقسيم الفاصل الزمني بين هذه النقاط إلى 180 جزءًا متساويًا. على الرغم من أن مقياس فهرنهايت تم استبداله لاحقًا بمقياس مئوية، إلا أنه... ...

    القاموس الموسوعي العلمي والتقنيفهرنهايت - درجات الحرارة المقيسة لدرجات الحرارة القياسية والمقاييس القياسية، تصل درجة الحرارة إلى 212 درجة فهرنهايت، أو تصل إلى 32 درجة فهرنهايت. السمات: الإنجليزية. مقياس فهرنهايت vok. فهرنهايت سكالا، f rus. حجم...