Fahrenheit ve Celsius’un eşit olduğu sıcaklık

En yaygın kullanılan iki sıcaklık ölçeği , Santigrat ölçeği olarak da bilinen Celsius ölçeği ve Fahrenheit ölçeğidir . İlki, dünyanın birçok yerinde, özellikle de uluslararası birim sistemini benimsemiş ülkelerde kullanılmaktadır. Ayrıca, Kelvin ölçeği veya mutlak ölçek ile birlikte bilimde her yerde kullanılan sıcaklık ölçeğidir. Öte yandan ikincisi, esas olarak hala emperyal birim sistemini kullanan ülkelerde kullanılmaktadır.

Bu iki ölçeğin tanımlanma biçimine ilişkin temel farklılıklar vardır; bununla birlikte, Fahrenheit derece ve Celsius derece boyutlarındaki farklılıklar, her iki ölçeğin de aynı sayıyı gösterdiği bir sıcaklık olduğu anlamına gelir.

Öncelikle, anlaşılmasını kolaylaştırmak için her iki ölçeğin nasıl tanımlandığını görelim.

Santigrat ölçeği

Santigrat ölçeği, tüm sıcaklıkların standart basınçta saf suyun donma noktasına göre ayarlandığı bağıl bir sıcaklık ölçeğidir . Bu, Celsius ölçeğindeki pozitif sıcaklıkların suyun erime (veya donma) noktasından daha yüksek sıcaklıklara karşılık geldiği, negatif bir sıcaklığın ise söz konusu referans noktasından daha düşük bir sıcaklığa karşılık geldiği anlamına gelir.

Celsius derecesinin veya santigrat derecesinin (ºC) boyutu , 100 ºC değerinin atandığı suyun donma noktası ile kaynama noktası arasındaki sıcaklık farkıyla belirlenir. Santigrat ölçeği olarak adlandırılmasının nedeni budur.

Fahrenhayt ölçeği

Öte yandan, bazen Fahrenheit olarak yanlış yazılan Fahrenheit ölçeği, sıcaklık aralıklarını bölmenin farklı bir yolunun yanı sıra farklı referans noktaları kullanır. Farklı versiyonlar var, ancak hepsi Fahrenheit’in negatif sıcaklıklardan kaçınmak için ölçeğinin sıfırı olarak kaydedebileceği en düşük sıcaklığı ayarlamaya karar verdiği konusunda hemfikir görünüyor. Bunu yapmak için su, buz ve amonyum klorür karışımı kullandı . Bu karışım, oldukça kararlı ve oldukça düşük bir denge sıcaklığına erişme özelliğine sahiptir , bu nedenle ölçekte sıfır atanmıştır.

Bazıları, bir sonraki referans sıcaklığının, hafif bir ateşten muzdaripken kendi vücudununki olduğunu söylüyor. Diğerleri, saf suyun donma noktası için 32ºF’lik bir sıcaklık vermek üzere ölçeği her biri sekiz birimlik dört gruba bölerek, suyun donma noktasını ikinci bir referans sıcaklık olarak kullandığını belirtir. Bu ölçeği kullanarak, su 212ºF’de kaynar.

Celsius ve Fahrenheit ölçekleri hangi sıcaklıkta çakışıyor?

Fahrenheit ve Celsius sıcaklık ölçeklerinin ne zaman aynı değere sahip olduğunu belirlemek iki farklı şekilde yapılabilir:

1. Ölçek dönüştürme denklemini kullanarak cebirsel yöntemle.
2. Grafik yöntemiyle.

Cebirsel yöntemle Celsius ve Fahrenheit ölçeklerinin kesişimini belirleyin

Celsius ölçeğinden Fahrenheit ölçeğine dönüştürme denklemi çok basittir ve aşağıda sunulmuştur:

Yukarıdaki denklemde ºF, sıcaklığı Fahrenheit cinsinden temsil eder ve ºC aynı sıcaklığı, ancak Celsius ölçeğinde temsil eder.

Her iki ölçeğin de uyuştuğu sıcaklığı bulmak için gereken tek şey ºF = ºC = X koşulunu oluşturmaktır . Diğer bir deyişle, denklemi kolaylaştırmak için her iki sıcaklığı da eşitliyoruz ve X’i aradığımız değer olarak tanımlıyoruz.

Şimdi, önceki denklem kalır:

Sadece X için bu denklemi çözün (başka bir deyişle, X için çözün):

Denklemin çözümü X= – 40 , dolayısıyla – 40 ºC’nin sıcaklığı – 40 ºF’ye eşit olacaktır .

Bu çözüm, Celsius – Fahrenheit dönüşüm denklemi kullanılarak bulundu. Fahrenheit’tan Celsius’a dönüştürme denklemi aynı denklem olduğundan ancak ºC’yi bulmak için çözüldüğünden, o zaman tam olarak aynı sonucu elde etmek için ilk denklem yerine bu denklem kullanılabilirdi (çünkü gerçekte , aynı denklem).

Celsius ve Fahrenheit ölçeklerinin aynı ölçüye sahip olduğu noktanın grafiksel olarak belirlenmesi

İki ölçek arasındaki uyuşma noktasını veya kesişme noktalarını bulmanın alternatif bir yolu, her iki ölçeği de aynı grafik üzerinde çizip uyuştukları noktayı bulmaktır.

Bu iki farklı şekilde yapılabilir. Mutlak sıcaklığın Kelvin cinsinden bir fonksiyonu olarak sıcaklığı Santigrat cinsinden ve sıcaklığı Fahrenhayt cinsinden çizebilirsiniz , bu durumda kesişim Kelvin olur veya sıcaklığı Fahrenhayt cinsinden sıcaklığın Santigrat derece cinsinden bir fonksiyonu olarak çizebilirsiniz, bu çok daha kolay.

Prosedür, apsislerin Celsius ölçeğine karşılık geldiği ve koordinatların Celsius cinsinden sıcaklığı veya Fahrenheit cinsinden sıcaklığı temsil edebildiği bir koordinat sisteminin çizilmesinden oluşur:

Şimdi bu grafikte Celsius ölçeğini temsil ediyoruz. Sadece iki nokta yerleştirin ve aralarına düz bir çizgi çizin. Her nokta X eksenindeki sıcaklık ile Y eksenindeki eşdeğer sıcaklığı kesişerek bulunur.Bu durumda Celsius ölçeği çizildiği için X’teki tüm değerler Y’deki değerlere eşit olacaktır. Bir nokta ( 0;0) olabilir ve bir diğeri (100;100) olabilir

Şimdi aynı şeyi Fahrenheit ölçeğini çizmek için yapıyoruz. Yukarıda belirtilenleri hatırlayarak, 0 ºC (suyun donma noktası) 32 ºF’ye ve 100 ºC (suyun kaynama noktası) 212 ºF’ye eşittir. Bu iki noktayı çizip bir çizgi çiziyoruz.

Bu yapıldıktan sonra, her iki çizginin kesiştiği veya kesiştiği nokta, her iki ölçeğin de aynı değere sahip olduğu sıcaklıktır. Şekilde görüldüğü gibi her iki doğru da (-40;-40) yani –40 ºC = – 40 ºF noktasında kesişmektedir .

Aynı işlem, herhangi bir sıcaklık ölçeği çifti için gerçekleştirilebilir, ancak bir sınırlama vardır. Santigrat ve Kelvin cinsinden sıcaklık durumunda , her iki ölçekte de birim boyut aynıdır, dolayısıyla her iki grafik de paralel olacak ve asla kesişmeyecektir. Aynısı Fahrenheit ölçeği ve Rankine ölçeği için de geçerlidir.

Referanslar

Ölçüm sonuçlarının matematiksel olarak işlenmesi . (t.d.). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798 adresinden alındı

ölçümler . (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