Tabla de Contenidos
De to mest brukte temperaturskalaene er Celsius-skalaen, også kjent som Celsius-skalaen , og Fahrenheit-skalaen . Den første brukes i det meste av verden, spesielt i de landene som har tatt i bruk det internasjonale enhetssystemet. Det er også, sammen med Kelvin-skalaen eller absolutt skala , temperaturskalaen som brukes i vitenskap overalt. Den andre brukes derimot hovedsakelig i de landene som fortsatt bruker det keiserlige enhetssystemet.
Det er grunnleggende forskjeller når det gjelder måten disse to skalaene er definert på; forskjellene i størrelsene på grader Fahrenheit og grader Celsius betyr imidlertid at det er en temperatur der begge skalaene markerer samme tall.
La oss først se hvordan begge skalaene er definert for å gjøre det lettere å forstå.
Celsius skala
Celsius-skalaen er en relativ temperaturskala der alle temperaturer er satt i forhold til frysepunktet til rent vann ved standardtrykk . Dette betyr at positive temperaturer på Celsius-skalaen tilsvarer temperaturer høyere enn smelte- (eller fryse-)punktet til vann, mens en negativ temperatur tilsvarer en temperatur lavere enn referansepunktet.
Størrelsen på Celsius-graden eller Celsius-graden (ºC) bestemmes av temperaturforskjellen mellom frysepunktet og kokepunktet til vannet, som verdien på 100 ºC ble tildelt. Dette er grunnen til at det kalles celsiusskalaen.
Fahrenheit skala
På den annen side bruker Fahrenheit-skalaen, noen ganger feilstavet som Fahrenheit, forskjellige referansepunkter, samt en annen måte å dele temperaturintervallene på. Det er forskjellige versjoner, men de ser alle ut til å være enige om at Fahrenheit bestemte seg for å sette den laveste temperaturen den kunne registrere som null på skalaen, for å unngå negative temperaturer. For å gjøre dette brukte han en blanding av vann, is og ammoniumklorid. Denne blandingen har den spesielle egenskapen at den når en ganske stabil og ganske lav likevektstemperatur, av hvilken grunn den ble tildelt null på skalaen.
Noen sier at den neste referansetemperaturen var hans egen kropp når han led av lett feber. Andre indikerer at han brukte frysepunktet til vann som en andre referansetemperatur, og delte skalaen inn i fire grupper på åtte enheter hver for å gi en temperatur på 32ºF for frysepunktet til rent vann. Ved å bruke denne skalaen ville vannet koke ved 212ºF.
Ved hvilken temperatur faller Celsius- og Fahrenheit-skalaen sammen?
Å bestemme når temperaturskalaene Fahrenheit og Celsius har samme verdi kan gjøres på to forskjellige måter:
- Gjennom den algebraiske metoden, ved å bruke skalakonverteringsligningen.
- Gjennom den grafiske metoden.
Bestem skjæringspunktet mellom Celsius- og Fahrenheit-skalaen med den algebraiske metoden
Konverteringsligningen fra Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen er veldig enkel, og presenteres nedenfor:
I ligningen ovenfor representerer ºF temperaturen i grader Fahrenheit og ºC representerer den samme temperaturen, men på Celsius-skalaen.
For å finne temperaturen der begge skalaene stemmer overens, er alt som trengs å etablere betingelsen at ºF = ºC = X . Med andre ord, vi gjør begge temperaturene like og definerer X som verdien vi leter etter, for å gjøre ligningen enklere.
Nå gjenstår den forrige ligningen:
Bare løs denne ligningen for X (med andre ord, løs for X):
Løsningen av ligningen er X= – 40 , så temperaturen på – 40 ºC vil være lik – 40 ºF .
Denne løsningen ble funnet ved hjelp av konverteringsligningen Celsius til Fahrenheit. Det bør bemerkes at siden konverteringsligningen fra Fahrenheit til Celsius er den samme ligningen, men løst for å finne ºC, så kunne den ligningen blitt brukt i stedet for den første for å oppnå nøyaktig det samme resultatet (siden i virkeligheten er samme ligning).
Grafisk bestemmelse av punktet der Celsius- og Fahrenheit-skalaene har samme mål
En alternativ måte å finne samsvarspunktet mellom de to skalaene eller deres skjæringspunkt er å plotte begge skalaene på samme graf og finne punktet der de stemmer overens.
Dette kan gjøres på to forskjellige måter. Du kan plotte temperaturen i Celsius og temperaturen i Fahrenheit som en funksjon av den absolutte temperaturen i Kelvin, i så fall vil skjæringspunktet være i Kelvin, eller du kan plotte temperaturen i Fahrenheit som en funksjon av temperaturen i grader Celsius, som er mye enklere.
Prosedyren består i å tegne et koordinatsystem der abscissen tilsvarer Celsius-skalaen, og ordinatene kan representere enten temperaturen i Celsius eller temperaturen i Fahrenheit:
Vi representerer nå Celsius-skalaen på denne grafen. Bare plasser bare to punkter og tegn en rett linje mellom dem. Hvert punkt lokaliseres ved å krysse temperaturen på X-aksen med dens ekvivalente temperatur på Y-aksen. I dette tilfellet, siden Celsius-skalaen plottes, vil alle verdiene i X være lik verdiene i Y . Et punkt kan være ( 0;0) og et annet kan være (100;100)
Nå gjør vi det samme for å tegne Fahrenheit-skalaen. Husk det nevnte, 0 ºC (vannets frysepunkt) tilsvarer 32 ºF og 100 ºC (vannets kokepunkt) tilsvarer 212 ºF. Vi tegner de to punktene og tegner en linje.
Når dette er gjort, er punktet der begge linjene krysser eller krysser temperaturen der begge skalaene har samme verdi. Som man kan se på figuren, skjærer begge linjene i punktet (-40;-40), det vil si – 40 ºC = – 40 ºF .
Den samme prosessen kan utføres for et hvilket som helst par temperaturskalaer, men det er en begrensning. Når det gjelder temperatur i Celsius og i Kelvin, er enhetsstørrelsen på begge skalaene den samme, så begge grafene vil være parallelle og aldri krysse hverandre. Det samme gjelder Fahrenheit-skalaen og Rankine-skalaen.
Referanser
Den matematiske behandlingen av måleresultater . (n.d.). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798
målinger . (2020, 30. oktober). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796
Redaktørene av Encyclopaedia Britannica. (2018, 25. oktober). Fahrenheit temperaturskala | Definisjon, formel og fakta . Hentet fra https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale
