Какая температура кипения воды по шкале фаренгейта

Мы Россияне и температурная шкала Фаренгейта кажется нам довольно странной. Почему вода замерзает при 32 градусах, и почему именно это число? Чему должен соответствовать 0? Многие источники утверждают, что ноль градусов соответствует температуре смеси льда, воды и соли, а 100 градусов приблизительно равны температуре человеческого тела, но это неправда, настоящая история намного интересней.

Что за шкала Фаренгейта?

14 августа 1701 года, пожалуй, было худшим днем в жизни 15-летнего Даниеля Габриеля Фаренгейта. В этот день его родители неожиданно умерли от отравления грибами и его отправили из Польши, где он тогда жил – в Амстердам, чтобы стать подмастерьем счетовода, но Фаренгейт ненавидел это занятие и убегал так много раз, что его работодатель выписал ордер на его арест.

Путешествуя по городам Европы, он увлекся научными приборами, и в особенности термометрами. В 1708, скорее всего, при поисках помощи с ордером на арест, Фаренгейт повстречался с мэром Копенгагена, которым был знаменитый астроном Олаф Рёмер. Он известен своими наблюдениями за затмениями лун Юпитера и открытием того, что различия в моментах этих затмений связаны со временем необходимым свету, чтобы достичь земли. Другими словами, он нашел способ с точностью измерить конечную скорость света, но что более важно для нашей истории, в 1702 году, Рёмер не мог покинуть дом из-за сломанной ноги. Чтобы скоротать время, он придумал новую шкалу измерения температуры в которой 7,5 градусов отвечали замерзанию воды, а температура тела равнялась 22,5 градусов. Это может показаться странным если не принимать во внимание что Рёмер хотел, чтобы температура кипения воды равнялась 60 градусам.

Будучи астрономом он привык делить все на 60, так что, если вы возьмёте эту шкалу разделите ее на пополам, еще раз напополам, и еще раз, то вы получите температуру замерзания воды на 1/8 шкалы, а температуру тела на 3/8. Таким образом, Фаренгейт, при их встрече, в 1708 году узнал о шкале Рёмера и принялся использовать ее как свою собственную, изменив ее немного, т.к считал дроби неудобными и не элегантными, поэтому он поменял эти значения на 8 и 24.

Что за шкала Фаренгейта?

Это и было подлинной шкалой Фаренгейта. Некоторое время он изготавливал термометры с этой шкалой, но затем в какой-то момент он решил умножить все значения на 4, установив температуру замерзания воды на знакомые некоторым из вас 32 градуса, а температуру тела на 96. Точно неизвестно зачем он это сделал. Возможно он просто хотел большей точности измерений, но я думаю что была и более важная причина.

Фаренгейт был прекрасным изготовителем научных приборов. Показатели его термометров всегда согласовывались друг с другом. Во времена, когда это было невообразимо, он ввёл ртуть в качестве жидкости для измерений, которая хороша более высокой точкой кипения в отличие от спирта, используемого в других термометрах того времени. За эти достижения он был посвящен в Лондонское Королевское Общество.

Мы знаем что он читал работы Ньютона, Бойля и Гука, где он бы обязательно повстречался с идеей, что изменение температуры на 1 градус могло бы соответствовать фракционному увеличению объема жидкости, используемой для измерения. И сегодня, увеличение температуры на 1 градус Фаренгейта увеличивает объем ртути на 1/10000. Совпадение ли это? Скорее всего мы никогда точно не узнаем, потому что будучи изготовителем приборов, Фаренгейт держал в секрете свои техники, но я думаю, что имеющиеся данные подсказывают нам, что это совсем не совпадение.

Что за шкала Фаренгейта?

Но что же отвечало нулю на шкале Фаренгейта и Рёмера? По многим свидетельствам, эта температура смеси воды, соли и льда, но проблема в том что есть множество описаний этой жидкости, ни одной из которых в итоге не выдает нужную температуру. Скорее всего, они просто выбрали самую холодную температуру зимой, установили ее как 0, а затем использовали лед и соляной раствор, чтобы настроить новые термометры.

В свое время, термометры Фаренгейта были самыми лучшими, но сейчас его единицы температуры используются только на Каймановых островах, Багамах, Белизи и еще в США. Может нам всем пора начать использовать международную единицу измерения температуры “Градус Цельсия”, который на самом деле не был придуман Цельсием.

Источник

Температурная шкала, используемая в США

Шкала Фаренгейта (/ ˈfɑːrənhaɪt / ) – это шкала температур , основанная на шкале, предложенной в 1724 год от физикаДаниэля Габриэля Фаренгейта (1686-1736). В качестве единицы измерения используется градус Фаренгейта (символ: ° F ). Существует несколько отчетов о том, как он первоначально определил свою шкалу, но в оригинальной статье предполагается, что нижняя точка определения, 0 ° F, была установлена ​​как температура замерзания температуры раствора рассола , сделанного из смесь воды, льда и хлорида аммония (соль ). Другой установленный предел был его наилучшей оценкой средней температуры человеческого тела (установлен на 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: температура, при которой чистая вода замерзает в лед , определяется как 32 ° F, а температура кипения температура воды определяется как 212 ° F как на уровне моря , так и при стандартном атмосферном давлении (разделение 180 ° F).

Фаренгейт был первой широко используемой стандартизированной температурной шкалой, но сейчас ее использование ограничено. Это официальная шкала температур в США (включая их некорпоративные территории ), их свободно ассоциированных штатах в западной части Тихого океана (Палау , Федеративные Штаты Микронезии и Маршалловы Острова ), Каймановы острова и Либерия . Фаренгейт используется вместе со шкалой Цельсия на Антигуа и Барбуда и других островах, которые используют ту же метеорологическую службу , например Сент-Китс и Невис , Багамы и Белиз . Несколько британских заморских территорий все еще используют обе шкалы, включая Британские Виргинские острова , Монтсеррат , Ангилья и Бермуды. . В Соединенном Королевстве градусы Фаренгейта часто указываются вместе с градусами Цельсия, поскольку некоторые люди все еще более знакомы с градусами Фаренгейта или для редакционного эффекта. Все другие страны мира теперь официально используют шкалу Цельсия, название, данное шкале Цельсия в 1948 году в честь шведскогоастрономаАндерса Цельсия .

Определение и преобразование

Формулы преобразования температуры по Фаренгейту

По шкале Фаренгейта точка замерзания воды составляет 32 градуса по Фаренгейту (° F), а точка кипения составляет 212 ° F (при стандартное атмосферное давление ). Это разделяет точки кипения и замерзания воды на 180 градусов. Следовательно, градус по шкале Фаренгейта равен ⁄ 180 интервала между точкой замерзания и точкой кипения. По шкале Цельсия точки замерзания и кипения воды различаются на 100 градусов. Температурный интервал 1 ° F равен интервалу ⁄ 9 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 интервалы градусов того же размера, что и шкала Фаренгейта, за исключением того, что абсолютный ноль равен 0 ° R – так же, как шкала температуры Кельвина соответствует шкале Цельсия. шкала, за исключением того, что абсолютный ноль равен 0 К.

На шкале Фаренгейта используется символ ° для обозначения точки на шкале температуры (как и в градусах Цельсия) и буква F для обозначения использования шкалы Фаренгейта (например, «Галлий плавится при 85,5763 ° F»), а также для обозначения разницы между температурами или неопределенности в температуре (например, «Мощность теплообменника увеличивается на 72 ° F »и« Наша стандартная погрешность составляет ± 5 ° F »).

Для точного пересчета можно применить следующие формулы. Здесь f – значение в градусах Фаренгейта, а c – значение в градусах Цельсия:

• от f ° Фаренгейта до c ° Цельсия: (f – 32) ° F × 5 ° C / 9 ° F = (f – 32) / 1,8 ° C = c ° C
• c ° C до f ° по Фаренгейту: (c ° C × 9 ° F / 5 ° C) + 32 ° F = (c × 1,8) ° F + 32 ° F = f ° F

Это также точное преобразование с использованием идентификатора -40 ° F = -40 ° C. Опять же, f – это значение в градусах Фаренгейта, а c – значение в градусах Цельсия:

• от f ° Фаренгейта до c ° Цельсия: ((f + 40) ÷ 1,8) – 40 = c.
• c ° C до f ° Фаренгейта: ((c + 40) × 1,8) – 40 = f.

История

Фаренгейт предложил свою шкалу температур 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 салиса Armoniaci [пер. хлорид аммония ] или даже морская соль ». Эта комбинация образует эвтектическую систему , которая автоматически стабилизирует ее температуру: эта стабильная температура была определена как 0 ° F. 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 истории, Фаренгейт фактически выбрал самую низкую температуру воздуха, измеренную в его родном городе Данциг (Гданьск, Польша ) зимой 1708/09 как 0 ° F, и только позже возникла необходимость в возможности воспроизводить это значение с помощью рассола.

Согласно в письме, которое Фаренгейт написал своему другу Герману Бурхаве , его шкала была построена на работе Оле Рёмера , с которым он встречался ранее. По шкале Ремера 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 мелкозернистой . Затем он повторно откалибровал свою шкалу, используя температуру плавления льда и нормальную температуру человеческого тела (которая составляла 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 позволяло ему отмечать градусные линии на своих инструментах, просто разделив интервал пополам шесть раз (поскольку 64 – это 2 в шестой степени).

По Фаренгейту вскоре после этого 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 Кавендиш в 1776 году. В рамках этой системы шкала Фаренгейта немного переопределяется, так что точка замерзания воды составляет ровно 32 ° F, а точка кипения – точно 212 ° F или 180 градусов выше. Именно по этой причине нормальная температура человеческого тела составляет примерно 98,6 ° (оральная температура) по пересмотренной шкале (тогда как она была 90 ° по Фаренгейту, умноженному на Ремера, и 96 ° по его исходной шкале).

По 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 окончательной шкале Фаренгейта.

Температурная шкала Ренкина была основана на температурной шкале Фаренгейта, где ноль соответствует абсолютному нулю вместо этого.

Использование

Страны, в которых используется градус Фаренгейта (° F).

Страны, в которых используется как градус Фаренгейта (° F), так и градус Цельсия (° C).

Страны, в которых используется Цельсия (° C).

Шкала Фаренгейта была основным температурным эталоном 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, во время их общего процесса метрики .

Фаренгейт используется в Соединенных Штатах, их территориях и связанных штатах (все обслуживаются Национальной метеорологической службой США ), а также на Каймановых островах и Либерия для повседневного использования. Например, прогнозы погоды в США, приготовление пищи и температуры ниже нуля обычно даются в градусах Фаренгейта. Ученые, такие как метеорологи, используют градусы Цельсия или Кельвина во всех странах.

В начале 20 века Хэлси и Дейл предположили, что причины нежелания использовать систему градусов Цельсия (теперь Цельсия) в США включены больший размер каждого градуса Цельсия и нижняя нулевая точка в системе Фаренгейта.

Канада приняла закон в пользу Международной системы единиц , сохраняя 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 передач. Фаренгейт до сих пор используется практически во всех канадских духовках. В термометрах, как цифровых, так и аналоговых, которые продаются в Канаде, обычно используются шкалы Цельсия и Фаренгейта.

Европейский символ прачечной для «Стирка при 40 ° C»

В Европейском Союзе обязательно использовать градусы Цельсия или Кельвина. при указании температуры в целях «экономики, здравоохранения, общественной безопасности и управления», 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.

В нерегулируемых секторах, таких как журналистика, использование Фаренгейта в Соединенном Королевстве не следует фиксированной схеме с градусами. Фаренгейт часто появляется рядом с градусами Цельсия. Daily Mail на своей ежедневной странице погоды сначала цитирует градусы Цельсия, а затем в скобках – градусы Фаренгейта, Daily Telegraph не упоминает градусы Фаренгейта на своей ежедневной странице погоды, а The s также имеет страницу с ежедневными показателями погоды, но имеет таблицу преобразования градусов Цельсия в градусы Фаренгейта. При публикации новостей большая часть британской прессы взяла 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 The s предположил, что логическим обоснованием был акцент: «−6 ° C» звучит холоднее, чем «21 ° F», а «94 ° F» звучит более впечатляюще. чем “34 ° C”.

Представление Unicode символа

Unicode обеспечивает символ Фаренгейта в кодовой точке U + 2109 ℉ DEGREE FAHRENHEIT. Однако это символ совместимости , закодированный для двусторонней совместимости с устаревшими кодировками. Стандарт Юникода явно не рекомендует использовать этот символ: «Последовательность U + 00B0 ° ЗНАК ГРАДУСОВ + U + 0046 F ЛАТИНСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА F предпочтительнее U + 2109. ℉ ГРАДУС ФАРЕНГЕЙТА, и эти две последовательности следует рассматривать как идентичные для поиска. “

См. Также

• Сравнение температурных шкал
• Степень заморозки

Примечания и ссылки

Внешние ссылки

• Daniel Gabriel Fahrenheit (голландский физик польского происхождения) – Encyclopædia Britannica
• «На аукционе | Один из трех оригинальных термометров Фаренгейта» Страница Enfilade за 2012 год Продажа Christie’s ртутного термометра по Фаренгейту с красивыми изображениями
  • Пресс-релиз Christie’s
• » Единицы СИ – Температура ». nist.gov. Национальный институт стандартов и технологий (Министерство торговли США). 15 ноября 2019 г. Дата обращения 25 февраля 2020 г.

Источник