Tabla de Contenidos
Cele două scale de temperatură cele mai frecvent utilizate sunt scara Celsius, cunoscută și sub numele de scara Centigrad , și scara Fahrenheit . Primul este folosit în cea mai mare parte a lumii, în special în acele țări care au adoptat sistemul internațional de unități. Este, de asemenea, împreună cu scara Kelvin sau scara absolută , scala de temperatură folosită în știință peste tot. Al doilea, pe de altă parte, este folosit în principal în acele țări care încă folosesc sistemul imperial de unități.
Există diferențe fundamentale în ceea ce privește modul în care sunt definite aceste două scale; cu toate acestea, diferențele dintre dimensiunile grade Fahrenheit și grade Celsius înseamnă că există o temperatură la care ambele scale marchează același număr.
Să vedem mai întâi cum sunt definite ambele scale pentru a face mai ușor de înțeles.
scara Celsius
Scala Celsius este o scară de temperatură relativă în care toate temperaturile sunt stabilite în raport cu punctul de îngheț al apei pure la presiunea standard . Aceasta înseamnă că temperaturile pozitive pe scara Celsius corespund unor temperaturi mai mari decât punctul de topire (sau îngheț) al apei, în timp ce o temperatură negativă corespunde unei temperaturi mai mici decât punctul de referință menționat.
Mărimea gradului Celsius sau a gradului centigrad (ºC) este determinată de diferența de temperatură dintre punctul de îngheț și punctul de fierbere al apei, căruia i s-a atribuit valoarea de 100 ºC. Acesta este motivul pentru care se numește scara centigradă.
Scara Fahrenheit
Pe de altă parte, scala Fahrenheit, uneori scrisă greșit ca Fahrenheit, utilizează puncte de referință diferite, precum și un mod diferit de împărțire a intervalelor de temperatură. Există diferite versiuni, dar toți par să fie de acord că Fahrenheit a decis să seteze cea mai scăzută temperatură pe care o poate înregistra ca zero al scalei sale, pentru a evita temperaturile negative. Pentru a face acest lucru, a folosit un amestec de apă, gheață și clorură de amoniu. Acest amestec are particularitatea că atinge o temperatură de echilibru destul de stabilă și destul de scăzută, motiv pentru care i s-a atribuit zero pe scară.
Unii spun că următoarea temperatură de referință a fost cea a propriului său corp când suferea de o febră ușoară. Alții indică faptul că a folosit punctul de îngheț al apei ca a doua temperatură de referință, împărțind scala în patru grupuri de opt unități fiecare pentru a da o temperatură de 32ºF pentru punctul de îngheț al apei pure. Folosind această scară, apa ar fierbe la 212 °F.
La ce temperatură coincid scările Celsius și Fahrenheit?
Determinarea când scările de temperatură Fahrenheit și Celsius au aceeași valoare se poate face în două moduri diferite:
- Prin metoda algebrică, folosind ecuația de conversie la scară.
- Prin metoda grafică.
Determinați intersecția scărilor Celsius și Fahrenheit cu metoda algebrică
Ecuația de conversie de la scara Celsius la scara Fahrenheit este foarte simplă și este prezentată mai jos:
În ecuația de mai sus, ºF reprezintă temperatura în grade Fahrenheit și ºC reprezintă aceeași temperatură, dar pe scara Celsius.
Pentru a găsi temperatura la care ambele scale sunt de acord, tot ce este necesar este să stabilim condiția ca ºF = ºC = X . Cu alte cuvinte, facem ambele temperaturi egale și definim X ca valoare pe care o căutăm, pentru a simplifica ecuația.
Acum, ecuația anterioară rămâne:
Doar rezolvați această ecuație pentru X (cu alte cuvinte, rezolvați pentru X):
Soluția ecuației este X= – 40 , deci temperatura de – 40 ºC va fi egală cu – 40 ºF .
Această soluție a fost găsită folosind ecuația de conversie Celsius în Fahrenheit. Trebuie remarcat faptul că, întrucât ecuația de conversie de la Fahrenheit la Celsius este aceeași ecuație, dar rezolvată pentru a găsi ºC, atunci acea ecuație ar fi putut fi folosită în locul primei pentru a obține exact același rezultat (deoarece, în realitate, sunt aceeași ecuație).
Determinarea grafică a punctului în care scările Celsius și Fahrenheit au aceeași măsură
O modalitate alternativă de a găsi punctul de acord între cele două scale sau intersecția lor este să reprezentați ambele scale pe același grafic și să găsiți punctul în care acestea sunt de acord.
Acest lucru se poate face în două moduri diferite. Puteți reprezenta grafic temperatura în Celsius și temperatura în Fahrenheit în funcție de temperatura absolută în Kelvin, caz în care intersecția ar fi în Kelvin, sau puteți reprezenta grafic temperatura în Fahrenheit în funcție de temperatura în grade Celsius, ceea ce este mult mai ușor.
Procedura constă în trasarea unui sistem de coordonate în care abscisele corespund scalei Celsius, iar ordonatele pot reprezenta fie temperatura în Celsius, fie temperatura în Fahrenheit:
Reprezentăm acum scala Celsius pe acest grafic. Pur și simplu plasați doar două puncte și trageți o linie dreaptă între ele. Fiecare punct este localizat prin încrucișarea temperaturii pe axa X cu temperatura echivalentă pe axa Y. În acest caz, deoarece scara Celsius este reprezentată grafic, toate valorile din X vor fi egale cu valorile din Y. . Un punct poate fi (0;0) și altul poate fi (100;100)
Acum facem același lucru pentru a reprezenta grafic scala Fahrenheit. Reținând cele menționate mai sus, 0 °C (punctul de îngheț al apei) este echivalent cu 32 °F și 100 °C (punctul de fierbere al apei) este echivalent cu 212 °F. Graficăm aceste două puncte și trasăm o linie.
Odată făcut acest lucru, punctul în care ambele linii se intersectează sau se intersectează este temperatura la care ambele scale au aceeași valoare. După cum se poate observa în figură, ambele linii se intersectează în punctul (-40;-40), adică – 40 ºC = – 40 ºF .
Același proces poate fi efectuat pentru orice pereche de scale de temperatură, dar există o limitare. În cazul temperaturii în Celsius și în Kelvin, mărimea unității pe ambele scale este aceeași, astfel încât ambele grafice vor fi paralele și nu se vor intersecta niciodată. Același lucru este valabil și pentru scara Fahrenheit și scala Rankine.
Referințe
Tratamentul matematic al rezultatelor măsurătorilor . (n.d.). Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798
măsurători . (2020, 30 octombrie). Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796
Editorii Encyclopaedia Britannica. (25 octombrie 2018). Scala de temperatură Fahrenheit | Definiție, formulă și fapte . Preluat de la https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale
