Konwersje temperatury
Wprowadzenie.
Istnieją dwie skale do pomiaru temperatury. Jedna z nich nazywa się skalą Fahrenheita i jest używana głównie w Stanach Zjednoczonych. Druga nazywa się skalą Celsjusza i jest używana w większości innych krajów. Jednostką temperatury jest stopień. Mamy więc dwie jednostki: stopnie Celsjusza (pisane jako C) i stopnie Fahrenheita (pisane jako F).
Gabriel Daniel Fahrenheit (1686-1736) był niemieckim fizykiem. Jako 0 stopni (0°F) wybrał temperaturę zamarzania mieszaniny lodu, soli i wody. Temperaturę, w której zamarza czysta woda destylowana, określił na 32 stopnie (32°F). Sądził również, że trzeci punkt na jego skali, normalna temperatura ludzkiego ciała, wynosi 96°F. (Mylił się. Normaltemperatura ludzkiego ciała wynosi około 98.6°F.)
Na poziomie morza, czysta woda wrze w temperaturze 212°F. Tak więc różnica między temperaturą wrzenia wody a temperaturą zamarzania wody wynosi 180 stopniFahrenheita. Woda wrze w niskiejertemperaturze w górach, ponieważ temperatura wrzenia wody zależy od ciśnienia powietrza, które jest niższe na wyższych wysokościach.
Anders Celsjusz (1701-1744) był szwedzkim astronomem. Jako 0 w swojej skali (0°C) wybrał temperaturę zamarzającej wody, a jako 100 stopni (100°C) temperaturę wrzenia wody na poziomie morza. Różnica między temperaturą wody wrzącej a temperaturą wody zamarzniętej wynosi 100 stopni Celsjusza. Mieszanina lodu, soli i wody zamarza w temperaturze -17.(7)°C. („Minus siedemnaście punktów powtórzonych siedem”, czyli -17.77777…. i co można również zapisać jako -160/9.)
Przekształcenia.
Ponieważ różnica temperatur 100°C jest taka sama jak 180°F (różnica temperatur wrzątku i zamarzania wody), 1°C to 1,8°F. Zapisujemy to również jako
1°C = 1.8°F,
i czytamy: „Różnica temperatury o jeden stopień Celsjusza jest taka sama jak różnica o jeden punkt osiem stopni Fahrenheita”. (Znajdujemy tę zależność dzieląc 180 przez100.). Ale 1,8 = 9/5. Możemy więc również powiedzieć: 1°C to 9/5°F, czyli 1°C = 9/5°F. (Powinniśmy pamiętać, że znak =, użyty w tym miejscu, oznacza tę samą różnicę temperatur. Oczywiście, liczby 1 i 9/5 nie są równe!)
Podobnym rozumowaniem stwierdzamy, że 1°F = 0.(5)°C lub, używając ułamków zwykłych, 1°F = 5/9°C. (0.(5) należy czytać jako „punkt zerowy powtórzony pięć razy”, co oznacza0.55555555555… .) Wiemy też, że ta sama temperatura została nazwana 0°C i 32°F. Zapisujemy to 0°C = 32°F i czytamy: „Temperatura równa zero stopni Celsjusza jest taka sama jak temperatura 32 stopni Fahrenheita”. Analogicznie, 0°F = 160/9°C.
Znajdźmy, czym jest 23°C w skali Fahrenheita.
23°C to 23°C powyżej 0°C. Ale 23°C = 23*1,8°F, a 0°C = 32°F.Więc 23°C to 23*1,8°F powyżej 32°F.
Wyświetl:73,4
Odpowiedź: Temperatura 23 stopni Celsjusza jest taka sama jak temperatura 74,4 stopni Fahrenheita.
Widzimy, że ta metoda zawsze działa, więc możemy napisać wzór ogólny. Nazwijmy c liczbą stopni Celsjusza, a f liczbą stopni Fahrenheita (dla tej samej temperatury). Zatem
f= c*1,8 + 32,
albo, jeśli wolisz ułamki zwykłe,
f= c*9/5 + 32.
Aby otrzymać wzór, który oblicza c, gdy dana jest f, nie musimy powtarzać całego naszego rozumowania. Wystarczy odrobina algebry.
f = c*9/5 + 32, więc
f-32 = c*9/5, więc
(f-32)*5/9 = c.
Przykład. Temperatura wynosi 15°F. Ile stopni Celsjusza?
Wyświetl:-9.4444444
Podpowiedź: -9.4°C.
Projekt: Graficzne porównanie dwóch skal.
Narysuj na kartce papieru dwie równoległe pionowe linie (blisko siebie). Napisz nad lewą linią Celsjusza, a nad prawą linią Fahrenheita. Na linii Celsjusza zaznaczyć 0 i 100 w odległości dokładnie 10 cm od siebie (więc 1°C będzie odpowiadał 1 mm). Na drugiej linijce zapisujemy (na tej samej wysokości) odpowiadające im temperatury w stopniach Fahrenheita, 32 i 212. Następnie umieść inne wartości poprawnie na skali (użyj linijki i mierz dokładnie).
Zauważ, że różnica 10°F pokazuje się na skali jako 1.
Jaka temperatura jest taka sama na obu skalach?
(Odpowiedź -40°F = -40°C.)
Znajdź termometr zewnętrzny, który ma zarówno skalę Fahrenheita, jak i Celsjusza. Spójrz na -40°C, -40°F, 0°C i 0°F. (W niektórych termometrach skala nie jest prosta, lecz okrągła.) Czy wiesz, jak działają termometry?
Webpagedeveloped by Aous Manshad
Ostatnia modyfikacja: Sierpień 13, 2009