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La temperatura è una delle variabili più misurate in una miriade di campi che vanno dalla ricerca scientifica all’ingegneria e alle scienze spaziali. È una proprietà della materia che può essere espressa in diverse unità, tra cui la scala Fahrenheit e la scala Kelvin. La prima è l’unità più utilizzata in ingegneria e in paesi come gli Stati Uniti e l’Inghilterra, dove è ancora utilizzato il sistema di unità imperiale.
D’altra parte, la temperatura assoluta in Kelvin è essenziale in molti rami della fisica e della chimica, soprattutto per quanto riguarda lo studio dei gas ideali e la termodinamica. Per questo motivo sapere come convertire i Kelvin in Fahrenheit è molto utile, e questo articolo insegna come farlo in diversi modi.
Ma prima di imparare a convertire queste due unità di temperatura, è necessario avere un’idea di cosa siano entrambe le scale.
Scala Fahrenheit
La scala Fahrenheit è una scala relativa della temperatura. Ciò significa che tutte le temperature espresse su questa scala indicano solo se una temperatura è inferiore o superiore a una temperatura di riferimento, ma non indicano effettivamente la temperatura di un punto particolare.
Come ogni scala di temperatura relativa, la scala Fahrenheit è stata stabilita utilizzando due punti di riferimento: una temperatura bassa che rappresenta lo “zero” della scala e una seconda temperatura che definisce la dimensione di ogni grado Fahrenheit.
Ci sono diverse versioni, ma tutte sembrano concordare sul fatto che Fahrenheit abbia deciso di stabilire la temperatura più bassa che potesse registrare come zero della sua scala, per evitare temperature negative. Ciò corrispondeva a una miscela di acqua, ghiaccio e cloruro di ammonio. Questa miscela ha la particolarità di raggiungere una temperatura di equilibrio abbastanza stabile e anche piuttosto bassa, motivo per cui Fahrenheit ha assegnato lo zero sulla sua scala in questo punto.
Il punto di riferimento successivo, secondo alcuni autori, era il punto di congelamento dell’acqua, a cui era stata assegnata una temperatura di 10 °C per suddividere la scala tra 0 e 32 in 4 gruppi di 8 unità ciascuno, cosa molto comune nel sistema di unità imperiali britanniche. Usando questa scala, la normale temperatura di ebollizione dell’acqua è di 212°F.
La scala della temperatura assoluta e il Kelvin (K)
A differenza della scala Fahrenheit, la scala Kelvin è una scala di temperatura assoluta , che non dipende da alcun punto di riferimento. Lo zero sulla scala Kelvin indica in realtà l’assenza di energia termica in un corpo. Fu creato da William Thompson (noto anche come Lord Kelvin, da cui il suo nome) nel 1848, che assegnò a ciascuna unità della sua scala la stessa dimensione del grado sulla scala Celsius o centigrado. Questo rende la conversione da Kelvin a Celsius molto più semplice, ma rende un po’ meno facile la conversione a Fahrenheit.
Si noti che l’unità di temperatura sulla scala Kelvin si chiama Kelvin e il suo simbolo è K ; Non si chiama grado Kelvin né il suo simbolo è °K. Proprio perché si tratta di una scala assoluta e non relativa. Ad esempio, 273 K si legge duecentosettantatre Kelvin e non duecentosettantatre “gradi” Kelvin.
Formula per convertire Kelvin in Fahrenheit
La trasformazione da Kelvin a Fahrenheit di solito avviene indirettamente, trasformandosi prima in Celsius e poi in Fahrenheit. Tuttavia, qui presentiamo un modo più rapido e diretto che ti consente di saltare un passaggio.
Utilizzando le temperature di riferimento sopra riportate e sapendo che il punto di congelamento dell’acqua è alla temperatura di 273,15 K (corrispondenti a 32 °F) e che il punto di ebollizione è a 373,15 K (corrispondenti a 212 °F), si deduce che ogni unità Kelvin è pari a 1,8 o 9/5 di grado Fahrenheit. Queste osservazioni sono riassunte nella seguente formula per la conversione da Kelvin a Fahrenheit:
Questa formula è molto semplice, ma può essere ulteriormente semplificata dividendo la frazione per ottenere un numero decimale. In tal caso, l’equazione rimane:
In entrambe le formule, °F rappresenta la temperatura in gradi Fahrenheit (quella che vuoi determinare) e K rappresenta la temperatura nella scala Kelvin (quella che vuoi convertire).
Quindi convertire K in °F è un semplice processo in due fasi:
Passaggio 1: moltiplicare la temperatura in Kelvin per 1,8
Passaggio 2: il risultato della moltiplicazione viene sottratto 459,67
Esempi di conversione da Kelvin a Fahrenheit
Esempio 1:
Si desidera trasformare la temperatura corporea media, che è di 310,15 K, in gradi Fahrenheit. Per prima cosa sostituisci 310.15 nella formula in cui appare K.
Quindi vengono eseguite le due operazioni:
Infine, 310,15 K equivalgono a 98,6 °F.
Esempio 2:
Supponiamo ora di voler convertire 150 K in Fahrenheit. Come prima, inizi sostituendo questa temperatura nella formula:
Quindi vengono eseguite le due operazioni:
Infine, 150 K equivalgono a -189,67 °F.
La conversione inversa, da Fahrenheit a Kelvin
Il processo inverso è altrettanto semplice. Per ottenere la formula per trasformare Fahrenheit in Kelvin, tutto ciò che serve è cancellare o risolvere l’equazione per K. Il risultato è:
Puoi anche evitare di usare la frazione in modo simile a prima. Il risultato è:
consiglio esperto
Quando si utilizzano queste formule, le unità non devono essere incluse in quanto possono creare confusione con le due temperature. Dovrebbero essere posizionati solo dopo che la conversione è stata completata.
Riferimenti
Marrone, T. (2021). Chimica: The Central Science (11a ed.). Londra, Inghilterra: Pearson Education.
Il trattamento matematico dei risultati della misurazione. (nd). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798
Le misure. (2020, 30 ottobre). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796
Gli editori dell’Enciclopedia Britannica. (2018, 25 ottobre). Scala di temperatura Fahrenheit | Definizione, formula e fatti. Estratto da https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale
