फ़ारेनहाइट से केल्विन में कैसे परिवर्तित करें?

तापमान एक चर है जो लगभग सभी प्राकृतिक प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करता है। यह वैज्ञानिक अनुसंधान से लेकर इंजीनियरिंग और अंतरिक्ष विज्ञान तक के क्षेत्रों में सबसे अधिक मापा गया चर है। पदार्थ के इस गुण को विभिन्न इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है, जिनमें फारेनहाइट पैमाने और केल्विन पैमाने शामिल हैं। पहला इंजीनियरिंग में और संयुक्त राज्य अमेरिका और इंग्लैंड जैसे देशों में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पैमाना है, जहां अभी भी इकाइयों की शाही प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

दूसरी ओर, केल्विन में पूर्ण तापमान भौतिकी और रसायन विज्ञान की कई शाखाओं में आवश्यक है, विशेष रूप से आदर्श गैसों और ऊष्मप्रवैगिकी के साथ गणना के संबंध में। इस कारण से, फ़ारेनहाइट (°F) को केल्विन (K) में परिवर्तित करना जानना एक बहुत ही उपयोगी कौशल है, और यह लेख आपको सिखाता है कि इसे अलग-अलग तरीकों से कैसे करें।

लेकिन तापमान की इन दो महत्वपूर्ण इकाइयों को कैसे परिवर्तित किया जाए, यह सीखने से पहले यह जानना आवश्यक है कि दोनों पैमाने क्या हैं।

फारेनहाइट पैमाना

फ़ारेनहाइट पैमाना तापमान का एक सापेक्षिक पैमाना है। इसका मतलब यह है कि इस पैमाने पर व्यक्त किए गए सभी तापमान केवल यह इंगित करते हैं कि तापमान संदर्भ तापमान से कम या अधिक है, लेकिन वास्तव में किसी विशेष बिंदु के तापमान का संकेत नहीं देता है।

किसी भी सापेक्ष तापमान पैमाने की तरह, फ़ारेनहाइट पैमाने को दो संदर्भ बिंदुओं का उपयोग करके स्थापित किया गया था: एक निम्न तापमान जो पैमाने के “शून्य” का प्रतिनिधित्व करेगा, और दूसरा तापमान जो प्रत्येक डिग्री या इकाई के आकार को परिभाषित करता है।

पैमाने के 0 के संबंध में, कई शोधकर्ता इस बात से सहमत प्रतीत होते हैं कि फ़ारेनहाइट ने नकारात्मक तापमान के अस्तित्व से बचने के लिए अपने पैमाने के शून्य के रूप में सबसे कम तापमान स्थापित करने का निर्णय लिया है। यह पानी, बर्फ और अमोनियम क्लोराइड के मिश्रण के अनुरूप था। इस मिश्रण की ख़ासियत यह है कि यह काफी स्थिर और काफी कम संतुलन तापमान तक पहुँचता है, यही वजह है कि फ़ारेनहाइट ने इस बिंदु पर अपने पैमाने पर शून्य निर्धारित किया है।

संदर्भ का अगला बिंदु, कुछ लेखकों के अनुसार, पानी का हिमांक बिंदु था, जिसके लिए उन्होंने 0 और 32 के बीच के पैमाने को 8 इकाइयों के 4 समूहों में विभाजित करने के लिए 32 ° F का तापमान निर्धारित किया, जो कि बहुत अधिक है शाही इकाई प्रणाली में आम। इस पैमाने का उपयोग करते हुए, पानी का सामान्य क्वथनांक 212°F पर होता है।

पूर्ण तापमान पैमाने और केल्विन (के)

फ़ारेनहाइट पैमाने के विपरीत, केल्विन पैमाना एक पूर्ण तापमान पैमाना है , जो किसी भी संदर्भ बिंदु पर निर्भर नहीं करता है। केल्विन पैमाने पर शून्य वास्तव में शरीर में तापीय ऊर्जा की अनुपस्थिति को इंगित करता है। यह 1848 में विलियम थॉम्पसन (जिसे लॉर्ड केल्विन के नाम से भी जाना जाता है, इसलिए नाम) द्वारा बनाया गया था, जिन्होंने प्रत्येक इकाई को अपने पैमाने पर उसी आकार को सेल्सियस पैमाने पर डिग्री के रूप में निर्दिष्ट किया था। यह केल्विन से सेल्सियस में परिवर्तित करना बहुत आसान बनाता है, लेकिन फारेनहाइट से केल्विन में परिवर्तित करना थोड़ा कम आसान बनाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केल्विन पैमाने पर तापमान इकाई को केल्विन कहा जाता है और इसका प्रतीक K है ; इसे न तो केल्विन डिग्री कहते हैं और न ही इसका चिन्ह °K है। यह ठीक इसलिए है क्योंकि यह एक निरपेक्ष पैमाना है न कि सापेक्ष पैमाना। उदाहरण के लिए, 273 K को दो सौ तिहत्तर केल्विन पढ़ा जाता है न कि दो सौ तिहत्तर “डिग्री” केल्विन।

फारेनहाइट को केल्विन में बदलने का सूत्र

फ़ारेनहाइट से केल्विन में परिवर्तन आमतौर पर अप्रत्यक्ष रूप से किया जाता है, पहले सेल्सियस और फिर केल्विन में परिवर्तित किया जाता है। हालाँकि, यहाँ हम एक तेज़ और अधिक सीधा तरीका प्रस्तुत करते हैं जिससे आप एक कदम छोड़ सकते हैं।

ऊपर दिखाए गए संदर्भ तापमान का उपयोग करके और यह जानते हुए कि पानी का हिमांक 273.15 K (32 °F के अनुरूप) के तापमान पर है और क्वथनांक 373.15 K (212 °F के अनुरूप) पर है, यह निकाला जा सकता है कि प्रत्येक केल्विन इकाई एक डिग्री फ़ारेनहाइट के 1.8 या 9/5 के बराबर है। फ़ारेनहाइट को केल्विन में बदलने के लिए इन टिप्पणियों को निम्नलिखित सूत्र में संक्षेपित किया गया है:

यह सूत्र बहुत सरल है, लेकिन भाजक में दशमलव संख्या प्राप्त करने के लिए 9 को 5 से विभाजित करके इसे और सरल बनाया जा सकता है। उस स्थिति में, समीकरण बना रहता है:

दोनों सूत्रों में, °F फ़ारेनहाइट में तापमान का प्रतिनिधित्व करता है (जिसे हम परिवर्तित करना चाहते हैं) और K केल्विन पैमाने पर तापमान का प्रतिनिधित्व करता है (जिसे हम निर्धारित करना चाहते हैं)।

इसलिए °F को K में बदलना एक सरल दो-चरणीय प्रक्रिया है:

चरण 1: फारेनहाइट में 459.67 के साथ तापमान जोड़ें

चरण 2: योग का परिणाम 1.8 से विभाजित होता है

फ़ारेनहाइट से केल्विन रूपांतरण उदाहरण

उदाहरण 1:

आप शरीर के औसत तापमान को, जो 98.6 °F है, केल्विन में बदलना चाहते हैं।

चरण 1: 98.6 को प्रतिस्थापित करें जहां सूत्र में °F दिखाई देता है।

चरण 2: अंश में योग किया जाता है, फिर परिणाम को 1.8 से विभाजित किया जाता है और अंत में इकाई (K) रखी जाती है।

अंत में, 98.6°F बराबर 310.15 K होता है।

उदाहरण 2:

अब, मान लीजिए कि हम 0 फ़ारेनहाइट को K में बदलना चाहते हैं। पहले की तरह, हम इस तापमान को सूत्र में जोड़कर शुरू करते हैं:

और दो ऑपरेशन किए जाते हैं:

अंत में, 0 °F 255.37 K के बराबर होता है।

उल्टा रूपांतरण, केल्विन से फ़ारेनहाइट तक

रिवर्स प्रक्रिया समान रूप से सरल है। डिग्री फ़ारेनहाइट को केल्विन में बदलने का सूत्र प्राप्त करने के लिए, आपको बस इतना करना है कि °F के लिए समीकरण को स्पष्ट या हल करें। परिणाम है:

आप पहले की तरह भिन्न का उपयोग करने से भी बच सकते हैं। परिणाम है:

विशेषज्ञ टिप

इन फ़ार्मुलों का उपयोग करते समय, मानों को प्रतिस्थापित करते समय इकाइयों को शामिल करने की सलाह नहीं दी जाती है, क्योंकि यह दो तापमानों के साथ भ्रम पैदा कर सकता है। रूपांतरण पूर्ण होने के बाद ही उन्हें रखा जाना चाहिए।

संदर्भ

ब्राउन, टी। (2021)। रसायन विज्ञान: केंद्रीय विज्ञान (11वीं संस्करण)। लंदन, इंग्लैंड: पियर्सन एजुकेशन।

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