तापमान जहां फारेनहाइट और सेल्सियस बराबर हैं

दो सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले तापमान पैमाने सेल्सियस पैमाने हैं, जिन्हें सेंटीग्रेड पैमाने और फ़ारेनहाइट पैमाने के रूप में भी जाना जाता है । पहले का उपयोग दुनिया के अधिकांश हिस्सों में किया जाता है, विशेषकर उन देशों में जिन्होंने इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली को अपनाया है। यह केल्विन पैमाने या निरपेक्ष पैमाने के साथ-साथ हर जगह विज्ञान में उपयोग किया जाने वाला तापमान पैमाना भी है। दूसरी ओर, दूसरी ओर, मुख्य रूप से उन देशों में उपयोग किया जाता है जो अभी भी इकाइयों की शाही प्रणाली का उपयोग करते हैं।

जिस तरह से इन दो पैमानों को परिभाषित किया गया है, उसके बारे में मूलभूत अंतर हैं; हालाँकि, डिग्री फ़ारेनहाइट और डिग्री सेल्सियस के आकार में अंतर का मतलब है कि एक ऐसा तापमान है जिस पर दोनों पैमाने समान संख्या को चिह्नित करते हैं।

आइए पहले देखें कि इसे समझने में आसान बनाने के लिए दोनों पैमानों को कैसे परिभाषित किया गया है।

सेल्सियस पैमाना

सेल्सियस पैमाना एक सापेक्ष तापमान पैमाना है जिसमें सभी तापमान मानक दबाव पर शुद्ध पानी के हिमांक के सापेक्ष निर्धारित होते हैं । इसका मतलब यह है कि सेल्सियस पैमाने पर सकारात्मक तापमान पानी के पिघलने (या ठंड) बिंदु से अधिक तापमान के अनुरूप होता है , जबकि एक नकारात्मक तापमान उक्त संदर्भ बिंदु से कम तापमान से मेल खाता है।

सेल्सियस डिग्री या सेंटीग्रेड डिग्री (ºC) का आकार हिमांक बिंदु और पानी के क्वथनांक के बीच के तापमान के अंतर से निर्धारित होता है, जिसे 100 ºC का मान सौंपा गया था। यही कारण है कि इसे सेंटीग्रेड स्केल कहा जाता है।

फारेनहाइट पैमाना

दूसरी ओर, फ़ारेनहाइट पैमाने, जिसे कभी-कभी फ़ारेनहाइट के रूप में गलत वर्तनी दी जाती है, विभिन्न संदर्भ बिंदुओं का उपयोग करता है, साथ ही तापमान अंतराल को विभाजित करने का एक अलग तरीका भी। अलग-अलग संस्करण हैं, लेकिन वे सभी इस बात से सहमत हैं कि फ़ारेनहाइट ने नकारात्मक तापमान से बचने के लिए न्यूनतम तापमान को अपने पैमाने के शून्य के रूप में दर्ज करने का निर्णय लिया। ऐसा करने के लिए उन्होंने पानी, बर्फ और अमोनियम क्लोराइड के मिश्रण का इस्तेमाल किया। इस मिश्रण की खासियत यह है कि यह काफी स्थिर और काफी कम संतुलन तापमान तक पहुंचता है, जिस कारण से इसे पैमाने पर शून्य दिया गया था।

कुछ का कहना है कि अगला संदर्भ तापमान उनके अपने शरीर का था जब वे हल्के बुखार से पीड़ित थे। अन्य संकेत देते हैं कि उन्होंने पानी के हिमांक बिंदु को दूसरे संदर्भ तापमान के रूप में इस्तेमाल किया, शुद्ध पानी के हिमांक के लिए 32ºF का तापमान देने के लिए पैमाने को आठ इकाइयों के चार समूहों में विभाजित किया। इस पैमाने का उपयोग करके पानी 212ºF पर उबल जाएगा।

सेल्सियस और फारेनहाइट स्केल किस तापमान पर मेल खाते हैं?

यह निर्धारित करना कि फ़ारेनहाइट और सेल्सियस तापमान के पैमाने का समान मान दो अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है:

1. स्केल रूपांतरण समीकरण का उपयोग करते हुए बीजगणितीय विधि के माध्यम से।
2. ग्राफिक विधि द्वारा।

बीजगणितीय विधि से सेल्सियस और फ़ारेनहाइट पैमानों का प्रतिच्छेदन निर्धारित करें

सेल्सियस पैमाने से फ़ारेनहाइट पैमाने में रूपांतरण समीकरण बहुत सरल है, और नीचे प्रस्तुत किया गया है:

उपरोक्त समीकरण में, ºF डिग्री फ़ारेनहाइट में तापमान का प्रतिनिधित्व करता है और ºC समान तापमान का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन सेल्सियस पैमाने पर।

उस तापमान का पता लगाने के लिए जिस पर दोनों पैमाने सहमत होते हैं, केवल उस स्थिति को स्थापित करना आवश्यक है जो ºF = ºC = X है । दूसरे शब्दों में, हम दोनों तापमानों को समान बनाते हैं और समीकरण को सरल बनाने के लिए X को उस मान के रूप में परिभाषित करते हैं जिसकी हम तलाश कर रहे हैं।

अब, पिछला समीकरण बना हुआ है:

एक्स के लिए इस समीकरण को हल करें (दूसरे शब्दों में, एक्स के लिए हल करें):

समीकरण का हल X = – 40 है, इसलिए – 40 ºC का तापमान – 40 º F के बराबर होगा ।

यह समाधान सेल्सियस से फ़ारेनहाइट रूपांतरण समीकरण का उपयोग करके पाया गया था। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, चूंकि फ़ारेनहाइट से सेल्सियस तक का रूपांतरण समीकरण एक ही समीकरण है, लेकिन ºC को खोजने के लिए हल किया गया है, तो उस समीकरण का उपयोग पहले वाले के बजाय ठीक उसी परिणाम को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता था (चूंकि, वास्तव में, हैं) समान समीकरण)।

उस बिंदु का ग्राफिकल निर्धारण जिस पर सेल्सियस और फ़ारेनहाइट स्केल का माप समान है

दो पैमानों या उनके प्रतिच्छेदन के बीच समझौते के बिंदु को खोजने का एक वैकल्पिक तरीका दोनों पैमानों को एक ही ग्राफ पर प्लॉट करना है और उस बिंदु को खोजना है जिस पर वे सहमत हैं।

यह दो अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है। आप तापमान को सेल्सियस में और फ़ारेनहाइट में तापमान को केल्विन में पूर्ण तापमान के फलन के रूप में प्लॉट कर सकते हैं, जिस स्थिति में प्रतिच्छेदन केल्विन में होगा, या आप फ़ारेनहाइट में तापमान को डिग्री सेल्सियस में तापमान के फलन के रूप में प्लॉट कर सकते हैं, जो बहुत आसान है।

प्रक्रिया में एक समन्वय प्रणाली को चित्रित करना शामिल है जिसमें भुज सेल्सियस पैमाने के अनुरूप होता है, और निर्देशांक या तो सेल्सियस में तापमान या फ़ारेनहाइट में तापमान का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं:

अब हम इस ग्राफ पर सेल्सियस स्केल को निरूपित करते हैं। केवल दो बिंदु रखें और उनके बीच एक सीधी रेखा खींच दें। प्रत्येक बिंदु X अक्ष पर तापमान को Y अक्ष पर समतुल्य तापमान के साथ पार करके स्थित है। इस मामले में, चूंकि सेल्सियस पैमाने पर प्लॉट किया जा रहा है, X में सभी मान Y में मानों के बराबर होंगे। एक बिंदु (0;0) हो सकता है और दूसरा (100;100) हो सकता है

अब हम फ़ारेनहाइट पैमाने का ग्राफ़ बनाने के लिए भी ऐसा ही करते हैं। उपरोक्त को ध्यान में रखते हुए, 0 ºC (पानी का हिमांक बिंदु) 32 ºF के बराबर है और 100 ºC (पानी का क्वथनांक) 212 ºF के बराबर है। हम उन दो बिंदुओं का रेखांकन करते हैं और एक रेखा खींचते हैं।

एक बार यह हो जाने के बाद, जिस बिंदु पर दोनों रेखाएँ पार या प्रतिच्छेद करती हैं वह तापमान होता है जिस पर दोनों पैमानों का मान समान होता है। जैसा कि चित्र में देखा जा सकता है, दोनों रेखाएँ बिंदु (-40;-40) पर प्रतिच्छेद करती हैं, अर्थात – 40 ºC = – 40 ºF ।

तापमान के किसी भी जोड़े के लिए यही प्रक्रिया की जा सकती है, लेकिन इसकी एक सीमा है। सेल्सियस और केल्विन में तापमान के मामले में , दोनों पैमानों पर इकाई का आकार समान होता है, इसलिए दोनों ग्राफ समानांतर होंगे और कभी भी एक दूसरे को नहीं काटेंगे। फ़ारेनहाइट पैमाने और रैंकिन पैमाने के बारे में भी यही सच है।

संदर्भ

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