การแปลงอย่างง่ายจากเคลวินเป็นองศาฟาเรนไฮต์

อุณหภูมิเป็นหนึ่งในตัวแปรที่วัดได้มากที่สุดในหลากหลายสาขา ตั้งแต่การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ไปจนถึงวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์อวกาศ เป็นคุณสมบัติของสสารที่สามารถแสดงเป็นหน่วยต่าง ๆ รวมถึงมาตราส่วนฟาเรนไฮต์และมาตราส่วนเคลวิน หน่วยแรกคือหน่วยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมและในประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกาและอังกฤษ ซึ่งยังคงใช้ระบบหน่วยจักรวรรดิ

ในทางกลับกัน อุณหภูมิสัมบูรณ์ในหน่วยเคลวินมีความสำคัญในฟิสิกส์และเคมีหลายสาขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาเกี่ยวกับก๊าซในอุดมคติและอุณหพลศาสตร์ ด้วยเหตุนี้ การรู้วิธีแปลงเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์จึงมีประโยชน์มาก และบทความนี้จะสอนวิธีการแปลงด้วยวิธีต่างๆ

แต่ก่อนที่จะเรียนรู้วิธีแปลงหน่วยอุณหภูมิทั้งสองนี้ จำเป็นต้องมีแนวคิดว่าสเกลทั้งสองคืออะไร

ระดับฟาเรนไฮต์

มาตราส่วนฟาเรนไฮต์เป็นมาตราส่วนสัมพัทธ์ของอุณหภูมิ ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิทั้งหมดที่แสดงบนสเกลนี้บ่งชี้ว่าอุณหภูมิต่ำกว่าหรือสูงกว่าอุณหภูมิอ้างอิงเท่านั้น แต่ไม่ได้บ่งชี้ถึงอุณหภูมิของจุดใดจุดหนึ่ง

เช่นเดียวกับสเกลอุณหภูมิสัมพัทธ์ สเกลฟาเรนไฮต์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้จุดอ้างอิงสองจุด: อุณหภูมิต่ำซึ่งแสดงถึง “ศูนย์” ของสเกล และอุณหภูมิที่สองที่กำหนดขนาดของแต่ละองศาฟาเรนไฮต์

มีหลายเวอร์ชัน แต่ดูเหมือนว่าทุกคนจะเห็นพ้องต้องกันว่าฟาเรนไฮต์ตัดสินใจกำหนดอุณหภูมิต่ำสุดที่สามารถลงทะเบียนเป็นศูนย์ของมาตราส่วนได้ เพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิติดลบ ซึ่งสอดคล้องกับส่วนผสมของน้ำ น้ำแข็ง และแอมโมเนียมคลอไรด์ ส่วนผสมนี้มีความพิเศษตรงที่อุณหภูมิสมดุลค่อนข้างคงที่และค่อนข้างต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมฟาเรนไฮต์จึงกำหนดมาตราส่วนเป็นศูนย์ ณ จุดนี้

อ้างอิงจากผู้เขียนบางคน จุดอ้างอิงต่อไปคือจุดเยือกแข็งของน้ำ ซึ่งเขาได้กำหนดอุณหภูมิไว้ที่ 32 °F เพื่อแบ่งมาตราส่วนระหว่าง 0 ถึง 32 ออกเป็น 4 กลุ่ม ๆ ละ 8 หน่วย ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญมาก ทั่วไปในระบบหน่วยจักรวรรดิอังกฤษ เมื่อใช้สเกลนี้ อุณหภูมิเดือดปกติของน้ำจะเกิดขึ้นที่ 212°F

ระดับอุณหภูมิสัมบูรณ์และเคลวิน (K)

ซึ่งแตกต่างจากสเกลฟาเรนไฮต์สเกลเคลวินเป็นสเกลอุณหภูมิสัมบูรณ์ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับจุดอ้างอิงใดๆ ศูนย์ในระดับเคลวินบ่งชี้ว่าไม่มีพลังงานความร้อนในร่างกาย มันถูกสร้างโดยวิลเลียม ทอมป์สัน (หรือที่รู้จักกันในชื่อลอร์ดเคลวิน ดังนั้นชื่อของเขา) ในปี 1848 ผู้กำหนดให้แต่ละหน่วยในมาตราส่วนของเขามีขนาดเท่ากับองศาเซลเซียสหรือเซนติเกรด สิ่งนี้ทำให้การแปลงจากเคลวินเป็นเซลเซียสง่ายขึ้นมาก แต่ทำให้การแปลงเป็นฟาเรนไฮต์ง่ายขึ้นเล็กน้อย

ควรสังเกตว่าหน่วยอุณหภูมิในระดับเคลวิน เรียกว่าเคลวินและสัญลักษณ์คือ K ; ไม่เรียกว่าองศาเคลวินหรือสัญลักษณ์ของมัน °K เนื่องจากเป็นมาตราส่วนสัมบูรณ์และไม่ใช่มาตราส่วนสัมพัทธ์ ตัวอย่างเช่น 273 K อ่านว่าสองร้อยเจ็ดสิบสามเคลวิน ไม่ใช่สองร้อยเจ็ดสิบสาม “องศา” เคลวิน

สูตรแปลงเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์

การแปลงจากเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์มักจะทำโดยอ้อม โดยแปลงเป็นเซลเซียสก่อนแล้วจึงเปลี่ยนเป็นฟาเรนไฮต์ อย่างไรก็ตาม ที่นี่เรานำเสนอวิธีที่เร็วกว่าและตรงกว่าซึ่งช่วยให้คุณข้ามขั้นตอนได้

การใช้อุณหภูมิอ้างอิงที่แสดงด้านบนและทราบว่าจุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่อุณหภูมิ 273.15 K (ตรงกับ 32 °F) และจุดเดือดอยู่ที่ 373.15 K (ตรงกับ 212 °F) สามารถอนุมานได้ว่า หน่วยเคลวินแต่ละหน่วยมีค่าเท่ากับ 1.8 หรือ 9/5 ขององศาฟาเรนไฮต์ ข้อสังเกตเหล่านี้สรุปไว้ในสูตรต่อไปนี้สำหรับการแปลงเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์:

สูตรนี้ง่ายมาก แต่สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้โดยการหารเศษส่วนเพื่อให้ได้เลขทศนิยม ในกรณีนั้น สมการยังคงอยู่:

ในทั้งสองสูตร °F แทนค่าอุณหภูมิเป็นองศาฟาเรนไฮต์ (ค่าที่คุณต้องการคำนวณ) และ K แทนค่าอุณหภูมิในระดับเคลวิน (ค่าที่คุณต้องการแปลงค่า)

ดังนั้น การแปลง K เป็น °F จึงเป็นกระบวนการง่ายๆ สองขั้นตอน:

ขั้นตอนที่ 1:คูณอุณหภูมิเป็นเคลวินด้วย 1.8

ขั้นตอนที่ 2:ผลลัพธ์ของการคูณจะถูกลบออก 459.67

ตัวอย่างการแปลงจากเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์

ตัวอย่างที่ 1:

ต้องการเปลี่ยนอุณหภูมิของร่างกายโดยเฉลี่ยซึ่งอยู่ที่ 310.15 K เป็นองศาฟาเรนไฮต์ แทนที่ 310.15 ในสูตรที่ K ปรากฏขึ้นก่อน

จากนั้นดำเนินการสองอย่าง:

สุดท้าย310.15 K เท่ากับ 98.6°F

ตัวอย่างที่ 2:

ตอนนี้ สมมติว่าเราต้องการแปลง 150 K เป็นฟาเรนไฮต์ ก่อนหน้านี้คุณเริ่มต้นด้วยการแทนที่อุณหภูมินี้ในสูตร:

จากนั้นดำเนินการสองอย่าง:

สุดท้าย150 K เท่ากับ -189.67 °F

การแปลงย้อนกลับจากฟาเรนไฮต์เป็นเคลวิน

กระบวนการย้อนกลับนั้นง่ายพอ ๆ กัน ในการรับสูตรการแปลงฟาเรนไฮต์เป็นเคลวิน สิ่งที่ต้องทำคือล้างหรือแก้สมการสำหรับ K ผลลัพธ์คือ:

คุณยังสามารถหลีกเลี่ยงการใช้เศษส่วนในลักษณะเดียวกันได้เหมือนเดิม ผลลัพธ์คือ:

เคล็ดลับจากผู้เชี่ยวชาญ

เมื่อใช้สูตรเหล่านี้ ไม่ควรรวมหน่วยเนื่องจากอาจทำให้เกิดความสับสนกับอุณหภูมิทั้งสองได้ ควรวางไว้หลังจากการแปลงเสร็จสมบูรณ์เท่านั้น

อ้างอิง

บราวน์ ที. (2564). เคมี: วิทยาศาสตร์กลาง (ฉบับที่ 11) ลอนดอน ประเทศอังกฤษ: เพียร์สัน เอดูเคชั่น.

การรักษาทางคณิตศาสตร์ของผลการวัด (น.ป.). สืบค้นจากhttps://espanol.libretexts.org/@go/page/1798

มาตรการ (2563, 30 ตุลาคม). สืบค้นจากhttps://espanol.libretexts.org/@go/page/1796

บรรณาธิการสารานุกรมบริแทนนิกา (2561, 25 ตุลาคม). ระดับอุณหภูมิฟาเรนไฮต์ | ความหมาย สูตร และข้อเท็จจริง สืบค้นจากhttps://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale