Lämpötilan muunnos

Koko maailmassa on monia erilaisia lämpötilan mittausyksiköitä. Kolme tärkeintä ovat Fahrenheit (F), Kelvin (K) ja Celsius (C).

Tärkeimmät tiedot & Yhteenveto

• Celsius ja Fahrenheit ovat asteikot. Astesymbolia ei käytetä lämpötilan ilmoittamiseen Kelvin-asteikolla, vaan ne merkitään kelvineiksi.
• Vesi kiehuu 100 celsiusasteessa tai 212 Fahrenheitasteessa tai 373,15 kelvinissä. > Vesi jäätyy 0 astetta tai 32 astetta Fahrenheitia eli 273,15 kelviiniä.
• Absoluuttinen nolla on 0 kelviniä. Tämä on alin lämpötila, johon aine voi pudota.
• Celsius ja Fahrenheit ovat samat – 40 astetta asteikon lähentymisen jälkeen.
• Celsius ja kelvinit tasoittuvat korkeissa lämpötiloissa kuin niiden välinen ero 273,15 häviää melussa.
• 0 astetta on 32 astetta Fahrenheit. Peruskaava on (° C × 9/5) + 32 = ° F.
• 0 astetta on 273,15 kelviniä. Peruskaava on ° C + 273,15 = K.
• Peruskaava Fahrenheitin muuntamiseksi Celsiukseksi on (° F – 32) × 5/9 = ° C.
• Fahrenheit-asteiden muuntamiseksi kelvineiksi (° F – 32) × 5/9 + 273,15 = K.
• Jos haluat muuntaa kelvinit celsiusasteiksi, kaava on K – 273,15 = ° C, kun taas kaava muunnettaessa Kelvins Fahrenheit-asteiksi on (K – 273,15) × 9/5 + 32 = ° F.
• Lämpötila voidaan määritellä yksinkertaisesti kohteen kuumuuden tai kylmyyden mittana.
• Lämpötila mitataan lämpömittarilla – tarkkailemme lämpötilan vaikutusta sen sisällä olevaan aineeseen.

Lämpötilan muuntaminen

Onko lämpötilamittauksissa käytetty Celsiusta, Fahrenheitia tai Kelviniä, ei ole niin tärkeää. Jos kuitenkin löydämme itsemme tietyiltä alueilta, joilla lämpötilan mittaus on erilainen, kolmen eniten käytetyn järjestelmän erojen tunteminen voi olla hyödyllistä.

Kaikki kolme ovat oikeita tapoja huomioida lämpötilat ja ne kaikki voidaan johtaa toisistaan kaavojen avulla, koska ne liittyvät toisiinsa.

Mutta eroavatko nämä mittayksiköt toisistaan paitsi niiden erilaiset arvot? Kyllä ja ei, ja tässä on vähän niistä jokaisesta.

Celsius

Kutsutaan myös celsiusasteeksi, on asteikko, joka perustuu 0 asteeseen veden jäätymispisteeseen ja 100 asteeseen veden kiehumispisteeseen. Tämän järjestelmän keksi ruotsalainen tähtitieteilijä Anders Celsius vuonna 1742.

Jotkut kutsuvat sitä edelleen sata asteikoksi määriteltyjen pisteiden välisen 100 asteen välin vuoksi. Celsius-asteikko on osa metrijärjestelmää ja sitä käytetään lämpötilan mittaamiseen monissa maissa.

Se on helpoin käyttää asteikkoa, ja vaikka sitä käytetään kaikkialla maailmassa, on yksi poikkeus, Yhdysvallat. Yhdysvalloissa Fahrenheit-asteikko vallitsee, mutta Celsius-asteikkoa ei myöskään hyväksytä tietyissä paikoissa, joissa käytetään Kelviniä.

Ihmisen normaali ruumiinlämpötila on 32 ° C ja absoluuttinen nolla-arvo on – 273,15 ° C, tässä asteikossa. Celsiuksen muuntaminen Fahrenheitiksi on melko yksinkertaista:

° C ° F: Kerrotaan 9: llä, jaetaan sitten 5: llä ja lisätään sitten 32.

Esimerkki: Kuinka muuntaa 28 ° C Fahrenheitiin (° F).
Ensimmäinen vaihe: 28 ° C × 9/5 = 252/5 = 50.4.
Toinen vaihe: 50.4 + 32 = 82 ° F.

Celsius asteikko ja Fahrenheit-asteikko yhtyvät -40 °: een, mikä on sama molemmille. Kun on kyse celsiusasteen muuntamisesta kelvineiksi, kaava on vielä yksinkertaisempi.

0 astetta on 273,15 kelviniä. Peruskaava on ° C + 273,15 = K.Kelvin – Celsius: Lisää 273.

Esimerkki: Kuinka muuntaa 28 ° C Kelviniksi (K).

Ensimmäinen vaihe: 28 ° C + 273,15 = 301,15 K

Fahrenheit

Tämä lämpötila-asteikko perustuu veden jäätymispisteen 32 asteeseen ja kiehumispisteen 212 asteeseen. Kahden pisteen väli on jaettu 180 yhtä suureen osaan.

Saksalainen fyysikko Daniel Gabriel Fahrenheit suunnitteli tämän asteikon vuonna 1724. Ihmisen keskimääräinen lämpötila on 98,6 ° F, kun absoluuttinen nolla on -459,67 °. F tällä asteikolla.

Fahrenheit mittakaava on hyväksytty ja sitä käytetään Yhdysvalloissa ja joillakin sen alueilla. Muunna Fahrenheit-asteet Celsiukseksi tässä on kaava:

° F – ° C: Vähennä 32, kerro sitten 5 ja jaa sitten 9. Peruskaava on (° F – 32) × 5 / 9 = ° C tai tarkalleen (F – 32) /1,8.

Esimerkki: Kuinka muuntaa 98,6 ° Fahrenheit celsiukseksi (° C)
Ensimmäinen vaihe: 98,6 ° F – 32 = 66,6.
Toinen vaihe: 66,6 × 5/9 = 333/9 = 37 ° C.

Kun on kyse Fahrenheit-asteiden muuntamisesta kelvineiksi, kaava on vielä yksinkertaisempi.

Vähennä 32, kerro 5, jaa 9 ja lisää sitten 273,15.

(° F – 32) × 5/9 + 273.15 = K.

Esimerkki: Kuinka muuntaa 98.6 ° Fahrenheit Kelviniksi (K)

(98.6 ° F – 32 ) × 5/9 + 273.15 = 310.15K

Kelvin

Tämä lämpötila-asteikko on nimetty brittiläisen matemaatikon ja fyysikon William Thomson Kelvinin mukaan, joka ehdotti sitä vuonna 1848. Se on ehdoton lämpötila-asteikko, jolla on absoluuttinen nolla, jonka alapuolella lämpötiloja ei ole.

Kutakin tämän asteikon yksikköä kutsutaan pikemminkin kelviksi kuin asteiksi. Tästä syystä vain K: tä, ei asteen symbolia °, käytetään ilmoitettaessa lämpötilaa Kelvinissä. Kelvin-asteikolla ei ole negatiivisia lukuja, koska pienin luku on 0 K.

Absoluuttista nollaa ei voida saavuttaa teknisesti. Se on lämpötila, jossa molekyylit lopettaisivat liikkumisen – se on siis ”äärettömän kylmä”.

Veden jäätymispiste Kelvinissä on 273,15 K ja kiehumispiste 373,15 K. Kelvin-asteikon idea oli 1800-luvulla löydettiin kaasun tilavuuden ja lämpötilan välisestä suhteesta.

Kun on kyse muista asteikoista, Kelvins ja Celsius tasaantuvat korkeissa lämpötiloissa, kun niiden välinen ero on 273,15. hukkuu melussa.

Kelvinin muuntamiseksi Celsiukseksi kaava on melko yksinkertainen.

K ° C: ksi 273

K – 273.15 = ° C

Esimerkki: Kuinka muuntaa 35 ° C Kelviniksi (K)

35 ° C + 273.15 = 308.15K

Jos haluat muuntaa Kelvin Fahrenheitiksi, kaava on:

(K – 273.15) × 9/5 + 32 = ° F.

Vähennä 273.15, kerro 1,8: lla ja lisää sitten 32.

Esimerkki: Kuinka muuntaa 75 ° F Kelviniksi (K)

(75 ° F – 32) × 5/9 + 273.15 = 297.039K

Hauskoja faktoja

1. Maapallon kuumin lämpötila on 57,8 ° C, kirjattu AlAziziyahiin, Lybiaan 13. syyskuuta 1922.
2. Maapallon kylmin lämpötila on -89,2 ° C / -128,6 ° F, joka on kirjattu Vostokin asemalle, Etelämantereelle 21. heinäkuuta 1983.
3. Yhdysvalloissa yksi korkeimmista lämpötiloista koskaan kirjattu lämpötila oli 56,7 ° C, kirjattu Death Valleyssa Kaliforniassa 10. heinäkuuta 1913.
4. Uudessa-Seelannissa korkein kirjattu lämpötila on 42,4 ° C / 108,3 ° F, kirjattu molemmissa Rangiora ja Marlborough 7. helmikuuta 1973.
5. Afrikassa kaikkien aikojen alin lämpötila on -24 ° C, joka on kirjattu Ifranessa Marokossa 11. helmikuuta 1935.
6. Kelvin-asteikon keksijä kirjoitti myös toisen termodynamiikan lain, jonka mukaan lämpö ei virtaa kylmemmästä kappaleesta kuumempaan kappaleeseen.

Muunnoskaavat

• Kelvin – Fahrenheit: Vähennä 273,15, kerro 1,8: lla ja lisää sitten 32

• Fahrenheit Kelvin: Vähennä 32, kerro 5, jaa 9 ja lisää sitten 273,15

• Kelvin celsiusasteeseen: Lisää 273

• Celsius – Kelvin: Vähennä 273

• Fahrenheit – Celsius: Vähennä 32, kerro 5: llä ja jaa sitten 9: llä

• Celsius Fahrenheitiin: Kerro 9: llä, jaa 5: llä ja lisää sitten 32

Trivia

Elohopealämpömittarit

Ei liian kauan sitten lämpömittareissa oli elohopeaa lasin sisällä. Jos lämpötila lämpenee, elohopea laajenee ja liikkuu kapean putken läpi ylöspäin.

Lämpötila saatiin nähdä lukemalla se putken numeroasteikolta. Elohopea on kuitenkin erittäin myrkyllistä ja se korvattiin pian erilaisilla nesteillä.

Käsite pysyy samana riippumatta siitä, kun lämpötila nousee, neste laajenee ja nousee, ja kun lämpötila laskee, neste kutistuu ja putoaa putkesta alas.

Tiesitkö?

1. Kelvin-asteikko ei ole ainoa absoluuttinen lämpötila-asteikko. Siellä on myös Rankine-lämpötila-asteikko. Sitä käyttävät enimmäkseen insinöörit.
2. Ei tiedetä, oliko Daniel Gabriel Fahrenheit vapaamuurari, mutta monet uskovat, että hän johtui siitä, että valaistumisen astetta on 32, ja hän päätti käyttää sulamislämpötilana 32 asteikollaan olevasta vedestä.
3. Anders Celsius keksi lämpötila-asteikon vuonna 1742 käyttämällä elohopealämpömittaria.

Lähteet:

• Erot
• Yksikkömuunnin
• LiveScience
• Britannica
• Wikipedia

Kuvalähteet: