Tabla de Contenidos
Sıcaklık, hemen hemen tüm doğal süreçlere müdahale eden bir değişkendir. Bilimsel araştırmalardan mühendislik ve uzay bilimlerine kadar uzanan alanlarda en çok ölçülen değişkenlerden biridir. Maddenin bu özelliği, aralarında Fahrenheit ölçeği ve Kelvin ölçeğinin de bulunduğu farklı birimlerle ifade edilebilir. Birincisi, mühendislikte ve emperyal birim sisteminin hala kullanıldığı Amerika Birleşik Devletleri ve İngiltere gibi ülkelerde en yaygın kullanılan ölçektir.
Öte yandan, Kelvin cinsinden mutlak sıcaklık, fizik ve kimyanın birçok dalında, özellikle ideal gazlar ve termodinamik ile yapılan hesaplamalar açısından önemlidir. Bu nedenle, Fahrenheit’i (°F) Kelvin’e (K) dönüştürmeyi bilmek çok yararlı bir beceridir ve bu makale size bunu farklı şekillerde nasıl yapacağınızı öğretir.
Ancak bu iki önemli sıcaklık biriminin nasıl dönüştürüleceğini öğrenmeden önce, her iki ölçeğin de ne olduğu hakkında bir fikir sahibi olmak gerekir.
Fahrenhayt ölçeği
Fahrenheit ölçeği göreceli bir sıcaklık ölçeğidir. Bu, bu ölçekte ifade edilen tüm sıcaklıkların yalnızca bir sıcaklığın bir referans sıcaklıktan daha düşük veya daha yüksek olduğunu gösterdiği, ancak gerçekte belirli bir noktanın sıcaklığını göstermediği anlamına gelir.
Herhangi bir bağıl sıcaklık ölçeği gibi, Fahrenheit ölçeği de iki referans noktası kullanılarak oluşturulmuştur: ölçeğin “sıfırını” temsil edecek bir düşük sıcaklık ve her bir derecenin veya birimin boyutunu tanımlayan ikinci bir sıcaklık.
Ölçeğin 0’ı ile ilgili olarak, birçok araştırmacı, Fahrenheit’in negatif sıcaklıkların varlığından kaçınmak için kaydedebileceği en düşük sıcaklığı ölçeğinin sıfırı olarak belirlemeye karar verdiği konusunda hemfikir görünüyor. Bu, su, buz ve amonyum klorür karışımına karşılık geldi. Bu karışımın oldukça kararlı ve oldukça düşük bir denge sıcaklığına ulaşması gibi bir özelliği vardır, bu nedenle Fahrenheit bu noktada ölçeğinde sıfır atamıştır.
Bazı yazarlara göre bir sonraki referans noktası, ölçeği 0 ile 32 arasında her biri 8 birimlik 4 gruba bölmek için 32 °F’lik bir sıcaklık atadığı suyun donma noktasıydı. emperyal birim sisteminde yaygındır. Bu ölçeği kullanarak, suyun normal kaynama sıcaklığı 212°F’de gerçekleşir.
Mutlak sıcaklık ölçeği ve Kelvin (K)
Fahrenheit ölçeğinden farklı olarak Kelvin ölçeği, herhangi bir referans noktasına bağlı olmayan mutlak bir sıcaklık ölçeğidir . Kelvin ölçeğindeki sıfır, aslında bir vücutta termal enerjinin olmadığını gösterir. 1848’de William Thompson (Lord Kelvin olarak da bilinir, dolayısıyla adı) tarafından yaratıldı ve ölçeğindeki her birime Celsius ölçeğindeki derece ile aynı boyutu atadı. Bu, Kelvin’den Santigrat’a dönüştürmeyi çok daha kolay hale getirir, ancak Fahrenheit’ten Kelvin’e dönüştürmeyi biraz daha az kolaylaştırır.
Kelvin ölçeğindeki sıcaklık biriminin Kelvin olarak adlandırıldığına ve sembolünün K olduğuna dikkat edilmelidir ; Kelvin derecesi olarak adlandırılmaz ve sembolü °K değildir. Bunun nedeni tam olarak göreceli değil mutlak bir ölçek olmasıdır. Örneğin, 273 K, iki yüz yetmiş üç “derece” Kelvin değil, iki yüz yetmiş üç Kelvin olarak okunur.
Fahrenheit derecesini Kelvin derecesine dönüştürmek için formül
Fahrenheit’tan Kelvin’e dönüşüm genellikle dolaylı olarak yapılır, önce Celsius’a sonra Kelvin’e dönüştürülür. Ancak burada, bir adımı atlamanıza izin veren daha hızlı ve doğrudan bir yol sunuyoruz.
Yukarıda gösterilen referans sıcaklıkları kullanarak ve suyun donma noktasının 273,15 K (32 °F’ye karşılık gelir) ve kaynama noktasının 373,15 K (212 °F’ye karşılık gelir) olduğu bilinerek şu sonuca varılabilir: her Kelvin birimi Fahrenheit derecesinin 1,8 veya 9/5’ine eşittir. Bu gözlemler, Fahrenheit’i Kelvin’e dönüştürmek için aşağıdaki formülde özetlenmiştir:
Bu formül çok basittir, ancak paydada bir ondalık sayı elde etmek için 9’u 5’e bölerek daha da basitleştirilebilir. Bu durumda, denklem kalır:
Her iki formülde de °F, Fahrenheit (dönüştürmek istediğimiz) cinsinden sıcaklığı temsil eder ve K, Kelvin ölçeğindeki sıcaklığı (belirlemek istediğimiz) temsil eder.
Yani °F’yi K’ye dönüştürmek iki adımlı basit bir işlemdir:
1. Adım: 459,67 ile Fahrenheit cinsinden sıcaklığı ekleyin
Adım 2: Toplamın sonucu 1,8’e bölünür
Fahrenheit – Kelvin dönüştürme örnekleri
Örnek 1:
98.6 °F olan ortalama vücut sıcaklığını Kelvin’e dönüştürmek istiyorsunuz.
Adım 1: Formülde °F’nin göründüğü yerde 98.6’yı değiştirin.
Adım 2: Payda toplama yapılır, ardından sonuç 1,8’e bölünür ve son olarak birim (K) yerleştirilir.
Son olarak, 98.6°F, 310.15 K’ye eşittir.
Örnek 2:
Şimdi, 0 Fahrenheit’i K’ye çevirmek istediğimizi varsayalım. Daha önce olduğu gibi, bu sıcaklığı formüle koyarak başlıyoruz:
Ve iki işlem gerçekleştirilir:
Son olarak, 0 °F, 255,37 K’ye eşittir.
Kelvin’den Fahrenheit’a ters dönüşüm
Ters işlem de aynı derecede basittir. Fahrenheit derecelerini Kelvin’e dönüştürecek formülü elde etmek için yapmanız gereken tek şey °F denklemini çözmek veya çözmek. Sonuç:
Kesri daha önce olduğu gibi kullanmaktan da kaçınabilirsiniz. Sonuç:
uzman ipucu
Bu formülleri kullanırken, iki sıcaklık arasında karışıklık yaratabileceğinden, değerleri değiştirirken birimleri dahil etmeniz önerilmez. Yalnızca dönüştürme tamamlandıktan sonra yerleştirilmelidirler.
Referanslar
Brown, T. (2021). Kimya: Merkezi Bilim (11. baskı). Londra, İngiltere: Pearson Education.
Ölçüm sonuçlarının matematiksel olarak işlenmesi. (t.d.). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798 adresinden alındı
önlemler. (2020, 30 Ekim). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796 adresinden alındı
Encyclopaedia Britannica’nın Editörleri. (2018, 25 Ekim). Fahrenheit sıcaklık ölçeği | Tanım, Formül ve Gerçekler. https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale adresinden alındı
