Fahrenheita - Fahrenheit
Fahrenheita | |
---|---|
Teploměr s Fahrenheitem (vyznačený na vnějším rámečku) a Celsia (vyznačeno na vnitřním číselníku) jednotek stupně. Stupnice Fahrenheita byla první standardizovaná teplotní stupnice být široce používán. | |
Obecná informace | |
Systém jednotek | Imperial / US obvyklé |
Jednotka | Teplota |
Symbol | ° F |
Pojmenoval podle | Daniel Gabriel Fahrenheit |
Převody | |
X ° F v ... | ... je rovný ... |
° C | 5/9(X − 32) |
The Stupnice Fahrenheita (/ˈFɑːrənhaɪt/) je teplotní stupnice vychází z návrhu, který v roce 1724 navrhla fyzik Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736).[1][2] Využívá stupně Fahrenheita (symbol: ° F) jako jednotka. Existuje několik zpráv o tom, jak původně definoval svou stupnici, ale původní práce naznačuje, že dolní definující bod, 0 ° F, byl stanoven jako zmrazení teplota řešení z solanka vyrobený ze směsi vody, led, a chlorid amonný (A sůl ).[3][4] Druhým stanoveným limitem byl jeho nejlepší odhad průměru teplota lidského těla (nastaveno na 96 ° F; o 2,6 ° F méně než moderní hodnota kvůli pozdějšímu předefinování stupnice).[3] Všiml si však středního bodu 32 ° F, který má být nastaven na teplotu ledové vody.
Stupnice Fahrenheita je nyní obvykle definována dvěma pevnými body: teplotou, při které je čistý voda zamrzne led je definována jako 32 ° F a teplota varu vody je definována jako 212 ° F, obě při hladina moře a pod standardní atmosférický tlak (180 ° F oddělení).
V prvních desetiletích 18. století v Nizozemská republika, Daniel Fahrenheit[1] učinil dva revoluční průlomy v historii termometrie.[5] Vynalezl rtuťový skleněný teploměr (první široce používaný, přesný a praktický teploměr)[5][6] a stupnice Fahrenheita. Fahrenheit byl první standardizovanou teplotní stupnicí, která se široce používá, i když její použití je nyní omezené. Jedná se o oficiální teplotní stupnici v Spojené státy (včetně jeho neregistrovaná území ), své volně přidružené státy v západním Pacifiku (Palau, Federativní státy Mikronésie a Marshallovy ostrovy ), Kajmanské ostrovy, a Libérie. Fahrenheit se používá společně s Celsia zvětšit Antigua a Barbuda a další ostrovy, které používají to samé meteorologické služba, jako je Svatý Kryštof a Nevis, Bahamy, a Belize. Hrstka Britská zámořská území stále používat obě váhy, včetně Britské Panenské ostrovy, Montserrat, Anguilla, a Bermudy.[7] V novinách ve Velké Británii jsou pro účely redakčního účinku někdy vedle stupňů Celsia uvedeny stupně Fahrenheita.[8] Všechny ostatní země na světě nyní oficiálně používají Stupnice Celsia, jméno dané stupnice Celsia v roce 1948 na počest švédský astronom Anders Celsius.
Definice a převod
od Fahrenheita | do Fahrenheita | |
---|---|---|
Celsia | [° C] = ([° F] - 32) ×5⁄9 | [° F] = [° C] ×9⁄5 + 32 |
Kelvin | [K] = ([° F] + 459,67) ×5⁄9 | [° F] = [K] ×9⁄5 − 459.67 |
Rankine | [° R] = [° F] + 459,67 | [° F] = [° R] - 459,67 |
Pro teplotu intervaly spíše než specifické teploty, 1 ° F = 1 ° R =5⁄9 ° C =5⁄9 K. Porovnání různých teplotních stupnic |
Na stupnici Fahrenheita je bod mrazu z voda je 32 stupňů Fahrenheita (° F) a bod varu je 212 ° F (při standardní atmosférický tlak ). Tím se body varu a mrazu vody oddělí o 180 stupňů.[9] Proto je stupeň na stupnici Fahrenheita1⁄180 intervalu mezi bodem tuhnutí a bodem varu. Na stupnici Celsia jsou body mrazu a varu vody od sebe vzdáleny 100 stupňů. Teplotní interval 1 ° F se rovná intervalu5⁄9 stupňů Celsia. Stupnice Fahrenheita a Celsia se protínají při -40 ° (tj. -40 ° F = -40 ° C).
Absolutní nula je -273,15 ° C nebo -459,67 ° F. The Rankinova teplotní stupnice používá stupňové intervaly stejné velikosti jako stupnice Fahrenheita, kromě toho, že absolutní nula je 0 ° R - stejně jako Kelvin stupnice teploty odpovídá stupnici Celsia, kromě toho, že absolutní nula je 0 K.[9]
Stupnice Fahrenheita používá tento symbol ° k označení bodu na teplotní stupnici (stejně jako Celsia) a písmeno F k označení použití stupnice Fahrenheita (např. "Gallium taje při 85,5763 ° F "),[10] stejně jako k označení rozdílu mezi teplotami nebo nejistoty teploty (např. „Na výstupu tepelného výměníku dochází ke zvýšení o 72 ° F“ a „Naše standardní nejistota je ± 5 ° F“).[11]
Pro přesný převod lze použít následující vzorce. Tady, F je hodnota ve stupních Fahrenheita a C hodnota ve stupních Celsia:
- F ° Fahrenheita do C ° Celsia: (F - 32) ° F × 5 ° C/9 ° F = (F − 32)/1.8 ° C = C ° C
- C ° Celsia do F ° Fahrenheita: (C ° C × 9 ° F/5 ° C) + 32 ° F = (C × 1,8) ° F + 32 ° F = F ° F
Toto je také přesná konverze využívající identitu -40 ° F = -40 ° C. Znovu, F je hodnota ve stupních Fahrenheita a C hodnota ve stupních Celsia:
- F ° Fahrenheita do C ° Celsia: ((F + 40) ÷ 1.8) − 40 = C.
- C ° Celsia do F ° Fahrenheita: ((C + 40) × 1.8) − 40 = F.
Dějiny
Fahrenheit navrhl svou teplotní stupnici v roce 1724 a založil ji na dvou referenčních teplotních bodech. Ve své počáteční stupnici (což není konečná stupnice Fahrenheita) byl nulový bod určen umístěním teploměr v "směsi led, voda a salis Armoniaci[13] [transl. chlorid amonný ] nebo dokonce mořská sůl ".[14] Tato kombinace tvoří a eutektický systém který automaticky stabilizuje svoji teplotu: 0 ° F byla definována jako stabilní teplota. Druhým bodem, 96 stupňů, byla přibližně teplota lidského těla (sanguine hominis sani, krev zdravého muže).[14] Třetí bod, 32 stupňů, byl označen jako teplota ledu a vody „bez výše zmíněných solí“.[14]
Podle německého příběhu si Fahrenheit ve skutečnosti vybral nejnižší teplotu vzduchu měřenou v jeho rodném městě Danzig (Gdaňsk, Polsko ) v zimě 1708/09 jako 0 ° F, a teprve později bylo potřeba zajistit, aby byla tato hodnota reprodukovatelná pomocí solanky.[15]
Podle dopisu, který Fahrenheit napsal svému příteli Herman Boerhaave,[16] jeho měřítko bylo postaveno na díle Ole Rømer, kterého potkal dříve. v Rømerova stupnice, solanka zmrzne na nulu, voda zmrzne a taje při 7,5 stupních, tělesná teplota je 22,5 a voda se vaří při 60 stupních. Fahrenheit vynásobil každou hodnotu čtyřmi, aby eliminoval zlomky a zvětšil měřítko jemnozrnný. Poté znovu kalibroval svou stupnici pomocí bodu tání ledu a normální teploty lidského těla (které byly 30 a 90 stupňů); upravil stupnici tak, aby teplota tání ledu byla 32 stupňů a tělesná teplota 96 stupňů, takže 64 intervalů by je oddělilo, což mu umožnilo označit na svých nástrojích čáry stupňů jednoduchým šestinásobným rozdělením intervalu (protože 2 až šestá síla).[17][18]
Fahrenheit brzy poté, co na této stupnici varoval, že voda vřela kolem 212 stupňů.[19] Použití bodu mrazu a bodu varu vody jako pevných referenčních bodů teploměru se stalo populárním po práci Anders Celsius a tyto pevné body byly přijaty výborem královská společnost vedené Henry Cavendish v roce 1776.[20] V tomto systému je stupnice Fahrenheita mírně předefinována, takže bod mrazu vody je přesně 32 ° F a bod varu je přesně o 212 ° F nebo o 180 stupňů vyšší. Z tohoto důvodu normální teplota lidského těla je přibližně 98,6 ° (orální teplota) na revidované stupnici (zatímco na Fahrenheitově násobení Rømera to bylo 90 ° a na jeho původní stupnici 96 °).[21]
V dnešní stupnici Fahrenheita 0 ° F již neodpovídá eutektické teplotě solanky chloridu amonného, jak je popsáno výše. Místo toho je tato eutektika na konečné stupnici Fahrenheita přibližně 4 ° F.[22]
The Rankinova teplotní stupnice byl založen na Fahrenheitově teplotní stupnici s nulovou hodnotou absolutní nula namísto.
Používání
Stupnice Fahrenheita byla primárním teplotním standardem pro klimatické, průmyslové a lékařské účely v anglicky mluvících zemích až do 60. let. Na konci šedesátých a sedmdesátých let nahradila stupnice Celsia Fahrenheita téměř ve všech těchto zemích - s výraznou výjimkou Spojených států a v některých případech i Spojeného království - obvykle během jejich metrication proces.
Fahrenheit se používá ve Spojených státech, jejich teritoriích a přidružených státech (všechny obsluhovány USA Národní meteorologická služba ), stejně jako Kajmanské ostrovy a Libérie pro každodenní aplikace. Například předpovědi počasí v USA, vaření jídla a teploty pod bodem mrazu se obvykle uvádějí ve stupních Fahrenheita. Vědci, jako jsou meteorologové, používají ve všech zemích stupně Celsia nebo Kelvina.[23]
Na počátku 20. století Halsey a Dale navrhli, že důvody odporu vůči použití systému Celsia (nyní Celsia) v USA zahrnovaly větší velikost každého stupně Celsia a dolní nulový bod v systému Fahrenheit.[24]
Kanada schválila legislativu upřednostňovat Mezinárodní systém jednotek, a zároveň zachovat právní definice pro tradiční kanadské imperiální jednotky.[25] Kanadské zprávy o počasí jsou přenášeny pomocí stupňů Celsia s občasným odkazem na Fahrenheita, zejména pro přeshraniční vysílání. Fahrenheit se stále používá prakticky ve všech kanadských pecích.[26] Teploměry, digitální i analogové, prodávané v Kanadě, obvykle používají stupnice Celsia i Fahrenheita.[27][28][29]
V Evropské unii je povinné používat kelviny nebo stupně Celsia při uvádění teploty pro „ekonomické, veřejné zdraví, veřejnou bezpečnost a administrativní“ účely, ačkoli stupně Fahrenheita lze použít jako doplňkovou jednotku vedle stupňů Celsia.[30] Například symboly na prádlo používané ve Velké Británii se řídí doporučeními ISO 3758: 2005 ukazujícími teplotu vody v pračce pouze ve stupních Celsia.[31] Ekvivalentní štítek v Severní Americe používá jednu až šest teček k označení teploty s volitelnou teplotou ve stupních Celsia.[32][33]
V neregulovaných odvětvích, jako je žurnalistika, používání stupňů Fahrenheita ve Spojeném království nevyplývá z žádného pevného vzoru, přičemž stupně Fahrenheita se často objevují vedle stupňů Celsia. The Daily Telegraph nezmiňuje Fahrenheit na své stránce s denním počasím[34] zatímco Časy má také celometrickou stránku s denním počasím, ale má převodní tabulku ze stupňů Celsia na Fahrenheita.[35] Při zveřejňování novinek většina britského tisku přijala tendenci používat stupně Celsia v titulcích a diskusích týkajících se nízkých teplot a Fahrenheita pro střední až vysoké teploty.[36][diskutovat] V únoru 2006 autor článku v Časy navrhl, že důvodem bylo zdůraznění: „-6 ° C“ zní chladněji než „21 ° F“ a „94 ° F“ zní působivěji než „34 ° C“.[37]
Unicode reprezentace symbolu
Unicode poskytuje symbol Fahrenheita v bodě kódu U + 2109 ℉ STUPŇ FAHRENHEIT. Jedná se však o charakter kompatibility zakódováno pro zpáteční kompatibilita se staršími kódováními. Standard Unicode výslovně odrazuje od použití tohoto znaku: „Sekvence U + 00B0 ° ZNAMENÍ STUPNĚ +U + 0046 F LATINSKÉ VELKÉ PÍSMENO F je upřednostňováno před U + 2109 ℉ STUPŇ FAHRENHEITa tyto dvě sekvence by měly být při hledání považovány za identické. “[38]
Viz také
Poznámky a odkazy
- ^ A b Daniel Gabriel Fahrenheit se narodil v roce Danzig (Gdaňsk), tehdy převážně německy mluvící město v Pomořanské vojvodství z Polsko-litevské společenství. Později se přestěhoval do Nizozemská republika ve věku 15 let, kde strávil zbytek svého života (1701–1736).
- ^ Robert T. Balmer (2010). Moderní inženýrská termodynamika. Akademický tisk. p. 9. ISBN 978-0-12-374996-3. Citováno 17. července 2011.
- ^ A b Fahrenheitova teplotní stupnice, Encyclopædia Britannica Online. 25. září 2015
- ^ „Fahrenheit: fakta, historie a vzorce převodu“. Živá věda. Citováno 9. února 2018.
- ^ A b Bolton, Henry Carrington: Vývoj teploměru, 1592–1743. (Easton, PA: Chemical Publishing Company, 1900)
- ^ A b Knake, Maria (duben 2011). „Anatomie teploměru s kapalinou ve skle“. AASHTO re: zdroj, dříve AMRL (aashtoresource.org). Citováno 4. srpna 2018.
Po celá desetiletí byly rtuťové teploměry základem mnoha zkušebních laboratoří. Při správném použití a kalibrováno správně, určité typy rtuťových teploměrů mohou být neuvěřitelně přesné. Rtuťové teploměry lze použít při teplotách v rozmezí od asi -38 do 350 ° C. Použití rtutithalium Směs může prodloužit nízkoteplotní použitelnost rtuťových teploměrů na -56 ° C. (...) Nicméně bylo zjištěno, že jen málo kapalin napodobuje termometrické vlastnosti rtuti v opakovatelnost a přesnost z měření teploty. I když to může být toxické, pokud jde o teploměry LiG [Liquid-in-Glass], rtuť je stále těžké porazit.
- ^ http://metricviews.org.uk/2012/10/50-years-of-celsius-weather-forecasts-%E2%80%93-time-to-kill-off-fahrenheit-for-good/
- ^ https://www.theguardian.com/media/greenslade/2014/dec/29/newspapers-run-hot-and-cold-over-celsius-and-fahrenheit
- ^ A b Walt Boyes (2009). Příručka přístrojové techniky. Butterworth-Heinemann. str. 273–274. ISBN 978-0-7506-8308-1. Citováno 17. července 2011.
- ^ Preston – Thomas, H. (1990). „Mezinárodní teplotní stupnice roku 1990 (ITS-90)“ (PDF). Metrologia. 27 (1): 6. Bibcode:1990Metro..27 .... 3P. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002. Citováno 17. července 2011.
- ^ Grigull, Ulrich (1966). Fahrenheit, průkopník přesné termometrie. (Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference, San Francisco, 1966, Vol. 1, pp. 9–18.)
- ^ Grigull, Ulrich (1966). Fahrenheit, průkopník přesné termometrie. (Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference, San Francisco, 1966, Vol. 1, pp. 9–18.)
- ^ „Sal Armoniac“ byla nečistá forma chloridu amonného. Francouzský chemik Nicolas Lémery (1645–1715) o tom diskutoval ve své knize Cours de Chymie (A Course of Chemistry, 1675), popisující, kde se vyskytuje přirozeně a jak ji lze připravit uměle. Přirozeně se vyskytuje v pouštích severní Afriky, kde se tvoří z kaluží zvířecí moči. Může být připraven uměle vařením 5 dílů moči, 1 dílu mořské soli a ½ dílu komínových sazí, dokud směs nevyschne. Směs se poté zahřívá v sublimačním hrnci, dokud sublimuje; sublimované krystaly jsou sal Armoniac. Vidět:
- Nicolas Lémery, Cours de chymie …, 7. vyd. (Paříž, Francie: Estienne Michallet, 1688), Kapitola XVII: du Sel Armoniac, 338–339.
- Anglický překlad: Nicolas Lémery s Jamesem Keillem, překlad, Kurz chymistry …, 3. vyd. (Londýn, Anglie: Walter Kettilby, 1698), kap. XVII: of Sal Armoniack, str. 383. Dostupné online na: Univerzita Heinricha Heineho (Düsseldorf, Německo)
- ^ A b C Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) Experimenty a pozorování de congelatione aquæ in vacuo factæ a D. G. Fahrenheit, R. S. S (Experimenty a pozorování týkající se zamrzání vody v prázdnotě D. G. Fahrenheita, R. S. S.),Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně, sv. 33, č. 382, strana 78 (březen – duben 1724). Citováno a přeloženo do http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm
- ^ „Wetterlexikon - Lufttemperatur“ (v němčině). Deutscher Wetterdienst. Archivovány od originál dne 15. října 2013. Citováno 13. prosince 2013.
- ^ Ernst Cohen a W.A.T. Cohen-De Meester. Chemisch Weekblad, svazek 33 (1936), strany 374–393, citováno a přeloženo v něm http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm
- ^ Frautschi, Steven C .; Richard P. Olenick; Tom M. Apostol; David L. Goodstein (14. ledna 2008). Mechanický vesmír: mechanika a teplo. Cambridge University Press. p. 502. ISBN 978-0-521-71590-4.
- ^ Cecil Adams (15. prosince 1989). „Na stupnici Fahrenheita mají 0 a 100 nějaký zvláštní význam?“. Straight Dope.
- ^ Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) „Experimenta circa gradum caloris liquorum nonnullorum ebullientium instituta“ Archivováno 29. června 2014 v Wayback Machine (Pokusy provedené s ohledem na stupeň tepla některých vroucích kapalin), Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně, 33 : 1–3. Anglický překlad najdete na: Le Moyne College (Syracuse, New York)
- ^ Hasok Chang, Vynález teploty: Měření a vědecký pokrok, s. 8–11, Oxford University Press, 2004 ISBN 0198038240.
- ^ Elert, Glenn; Forsberg, C; Wahren, LK (2002). „Teplota zdravého člověka (tělesná teplota)“. Scandinavian Journal of Caring Sciences. 16 (2): 122–8. doi:10.1046 / j.1471-6712.2002.00069.x. PMID 12000664. Archivovány od originál dne 26. září 2010. Citováno 12. dubna 2008.
- ^ Eutektická teplota chloridu amonného a vody je uvedena jako −15,9 ° C (3,38 ° F) a −15,4 ° C (4,28 ° F) v (v uvedeném pořadí)
- Peppin SS, Huppert HE, Worster MG (2008). „Ztuhnutí vodného chloridu amonného v ustáleném stavu“ (PDF). J. Fluid Mech. Cambridge University Press. 599: 472 (tabulka 1). doi:10.1017 / S0022112008000219.
- Barman N, Nayak AK, Chattopadhyay H (2014). "Ztuhnutí binárního roztoku (NH4Cl + H2O) na nakloněné chladicí desce: parametrická studie " (PDF). Věda o materiálových postupech. 5: 456 (tabulka 1). doi:10.1016 / j.mspro.2014.07.288.
- ^ „782 - Letištní zprávy a předpovědi: Uživatelská příručka ke kódům“. Světová meteorologická organizace. Citováno 23. září 2009.
- ^ Halsey, Frederick A. Dale, Samuel S. (1919). Metrický klam (2. vyd.). Americký institut pro míry a váhy. str. 165–166, 176–177. Citováno 19. května 2009.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ „Canadian Units of Measurement; Department of Justice, Weights and Measures Act (R.S.C., 1985, c. W-6)“. 17. května 2011. Archivovány od originál dne 13. května 2011. Citováno 5. června 2011.
- ^ Pearlstein, Steven (4. června 2000). „Šla Kanada metricky? Ano - a ne“. Seattle Times. Citováno 5. června 2011.
- ^ „Příklad analogového teploměru často používaného v Kanadě“. Archivovány od originál dne 6. července 2011. Citováno 6. června 2011.
- ^ „Příklad digitálního teploměru často používaného v Kanadě“. Archivovány od originál dne 6. července 2011. Citováno 6. června 2011.
- ^ Ministerstvo spravedlnosti (26. února 2009). „Zákon o kanadských vahách a měrách“. Federální vláda Kanady. Archivovány od originál dne 10. srpna 2011. Citováno 17. července 2011.
- ^ Statutory Instrument 2009/3046 - Weights and Measures - The Units of Measurement Regulations 2009 (PDF), archivovány z originál (PDF) dne 1. ledna 2017,
„Ministr, který je ministrem jmenovaným (a) pro účely oddílu 2 bodu 2 zákona o Evropských společenstvích z roku 1972 (b) ve vztahu k měrným jednotkám, které mají být použity pro hospodářské, zdravotní, bezpečnostní nebo správní účely , při výkonu pravomocí svěřených tímto pododdílem vydává následující nařízení:
- ^ „Poradní rada pro praní prádla - Co znamenají symboly“. Poradní rada pro praní prádla. Citováno 15. července 2013.
- ^ „Průvodce běžnými symboly praní a čištění domů“. Záležitosti textilního průmyslu. 2010. Citováno 15. července 2013.
- ^ „Průvodce symboly k oblečení a péči o textil“. Úřad pro záležitosti spotřebitele, vláda Kanady. 17.dubna 2003. Citováno 15. července 2013.
- ^ "Počasí". The Daily Telegraph. 3. července 2013. s. 31.
- ^ "Počasí". Časy. 3. července 2013. s. 55.
- ^ Roy Greenslade (29. května 2014). „Noviny běhají po Celsiu a Fahrenheitovi horko a chladně“. Opatrovník.
- ^ Msgstr "Míra na míru". Časy. Times noviny. 23. února 2006.
- ^ "22.2". Standard Unicode, verze 8.0 (PDF). Mountain View, CA, USA: Konsorcium Unicode. Srpna 2015. ISBN 978-1-936213-10-8. Citováno 6. září 2015.
externí odkazy
- Daniel Gabriel Fahrenheit (polský-rozený holandský fyzik) - Encyklopedie Britannica
- "V aukci | Jeden z pouhých tří originálních teploměrů Fahrenheita" Enfilade stránka pro rok 2012 Christie prodej rtuťového teploměru Fahrenheit s několika pěknými obrázky
- "Jednotky SI - teplota". nist.gov. National Institute of Standards and Technology (US Department of Commerce). 15. listopadu 2019. Citováno 25. února 2020.