Tabla de Contenidos
Temperatura este o variabilă care intervine în aproape toate procesele naturale. Este una dintre cele mai măsurate variabile în domenii, de la cercetarea științifică la inginerie și știința spațială. Această proprietate a materiei poate fi exprimată în diferite unități, printre care se numără cele ale scalei Fahrenheit și ale scării Kelvin. Prima este cea mai utilizată scară în inginerie și în țări precum Statele Unite și Anglia, unde sistemul imperial de unități este încă folosit.
Pe de altă parte, temperatura absolută în Kelvin este esențială în multe ramuri ale fizicii și chimiei, în special în ceea ce privește calculele cu gaze ideale și termodinamică. Din acest motiv, a ști cum să convertești Fahrenheit (°F) în Kelvin (K) este o abilitate foarte utilă, iar acest articol te învață cum să faci asta în diferite moduri.
Dar înainte de a învăța cum să convertiți aceste două unități importante de temperatură, este necesar să aveți o idee despre ce sunt ambele scale.
Scara Fahrenheit
Scala Fahrenheit este o scară relativă de temperatură. Aceasta înseamnă că toate temperaturile exprimate pe această scară indică doar dacă o temperatură este mai mică sau mai mare decât o temperatură de referință, dar nu indică de fapt temperatura unui anumit punct.
Ca orice scară de temperatură relativă, scala Fahrenheit a fost stabilită folosind două puncte de referință: o temperatură scăzută care ar reprezenta „zero” scării și o a doua temperatură care definește dimensiunea fiecărui grad sau unitate.
În raport cu 0 al scării, mulți cercetători par să fie de acord că Fahrenheit a decis să stabilească drept zero al scării sale cea mai scăzută temperatură pe care o putea înregistra, pentru a evita existența unor temperaturi negative. Aceasta corespundea unui 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 Fahrenheit a atribuit zero pe scara sa în acest punct.
Următorul punct de referință, după unii autori, a fost punctul de îngheț al apei, căruia i-a atribuit o temperatură de 32 °F pentru a împărți scara între 0 și 32 în 4 grupe a câte 8 unități fiecare, lucru care este foarte comune în sistemul unitar imperial. Folosind această scară, temperatura normală de fierbere a apei are loc la 212°F.
Scala de temperatură absolută și Kelvin (K)
Spre deosebire de scara Fahrenheit, scara Kelvin este o scară de temperatură absolută , care nu depinde de niciun punct de referință. Zero pe scara Kelvin indică de fapt absența energiei termice într-un corp. A fost creat de William Thompson (cunoscut și ca Lord Kelvin, de unde și numele) în 1848, care a atribuit fiecărei unități de pe scara sa aceeași dimensiune cu gradul de pe scara Celsius. Acest lucru face conversia de la Kelvin la Celsius mult mai ușoară, dar face ca conversia de la Fahrenheit la Kelvin să fie puțin mai ușoară.
De remarcat că unitatea de temperatură pe scara Kelvin se numește Kelvin și simbolul ei este K ; Nu se numește grad Kelvin și nici simbolul său nu este °K. Aceasta tocmai pentru că este o scară absolută și nu relativă. De exemplu, 273 K se citește două sute șaptezeci și trei Kelvin și nu două sute șaptezeci și trei de „grade” Kelvin.
Formula pentru a converti grade Fahrenheit în Kelvin
Transformarea de la Fahrenheit la Kelvin se face de obicei indirect, mai întâi transformându-se în Celsius și apoi în Kelvin. Totuși, aici vă prezentăm o modalitate mai rapidă și mai directă care vă permite să săriți peste un pas.
Folosind temperaturile de referință prezentate mai sus și știind că punctul de îngheț al apei este la o temperatură de 273,15 K (corespunzător la 32 °F) și că punctul de fierbere este la 373,15 K (corespunzător la 212 °F), se poate deduce că fiecare unitate Kelvin este egală cu 1,8 sau 9/5 de grad Fahrenheit. Aceste observații sunt rezumate în următoarea formulă pentru conversia Fahrenheit în Kelvin:
Această formulă este foarte simplă, dar poate fi simplificată și mai mult prin împărțirea 9 la 5 pentru a obține un număr zecimal la numitor. În acest caz, ecuația rămâne:
În ambele formule, °F reprezintă temperatura în Fahrenheit (cea pe care vrem să o transformăm) și K reprezintă temperatura pe scara Kelvin (cea pe care vrem să o determinăm).
Deci, convertirea °F în K este un proces simplu în doi pași:
Pasul 1: Adăugați temperatura în Fahrenheit cu 459,67
Pasul 2: Rezultatul sumei este împărțit la 1,8
Exemple de conversie Fahrenheit în Kelvin
Exemplul 1:
Vrei să transformi temperatura medie a corpului, care este de 98,6 °F, în Kelvin.
Pasul 1: Înlocuiți 98,6 unde °F apare în formulă.
Pasul 2: se face adunarea la numărător, apoi rezultatul se împarte la 1,8 și în final se pune unitatea (K).
În cele din urmă, 98,6 ° F este egal cu 310,15 K.
Exemplul 2:
Acum, să presupunem că vrem să convertim 0 Fahrenheit în K. Ca și înainte, începem prin a introduce această temperatură în formula:
Și se efectuează cele două operațiuni:
În cele din urmă, 0 °F este egal cu 255,37 K.
Conversie inversă, de la Kelvin la Fahrenheit
Procesul invers este la fel de simplu. Pentru a obține formula pentru a transforma grade Fahrenheit în Kelvin, tot ce trebuie să faceți este să ștergeți sau să rezolvați ecuația pentru °F. Rezultatul este:
De asemenea, puteți evita utilizarea fracției într-un mod similar ca înainte. Rezultatul este:
sfat de expert
Atunci când utilizați aceste formule, nu este indicat să includeți unități la înlocuirea valorilor, deoarece se poate crea confuzie cu cele două temperaturi. Acestea ar trebui să fie plasate numai după finalizarea conversiei.
Referințe
Brown, T. (2021). Chimie: Știința Centrală (ed. a 11-a). Londra, Anglia: Pearson Education.
Tratamentul matematic al rezultatelor măsurătorilor. (n.d.). Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798
Măsurile. (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
