مقياس درجة الحرارة فهرنهايت
مقياس درجة الحرارة فهرنهايت
مقياس درجة الحرارة فهرنهايت هو مقياس درجة الحرارة المُعتمد على نقطّة تجمّد الماء وهي 32 درجة مئويّة، ونقطة غليان الماء وتساوي 212 درجة مئويّة، والفرق بين القيمتين السابقتين مقسّمة إلى 180 جزءاً متساوياً، وفي القرن الثامن عشر أخذ العالم الفيزيائيّ الألمانيّ دانيال غابرييل فهرنهايت خليطاً متساوياً من الملح المجمّد علىى أنه الصفر لمقياس درجة الحرارة الخاص به، حيث حدّد كل من قيمة 30 درجة مئويّة، و90 درجة مئويّة لنقاط درجة حرارة تجمّد الماء ودرجة حرارة الجسم الطبيعيّة على التوالي، ثمّ عُدّلت هذه النقاط إلى 32 درجة مئويّة، و96 درجة مئويّة، إلّا أنّ المقياس النهائيّ يحتاج لتعديل القيمة الأخيرة للحجم النهائيّ إلى 98.6 درجة مئويّة.[1]
تاريخ مقياس درجة الحرارة فهرنهايت
طوّر العالم فهرنهايت أول جهاز حديث لقياس درجة الحرارة وهو ميزان الحرارة الزئبقيّ في عام 1714م، وتميّز بأنّه أكثر دقّةً من المقاييس السابقة المُستخدمة لقياس درجات الحرارة، أمّا مقياس الفهرنهايت جاء بعد مقياس درجة الحراة الكحوليّ المُخترع من قِبل العالم الدنماركيّ أولوس رومر، حيث حدد العالم رومر نقطة الصفر على مقياسه كأقل نقطة، ونقطة 60 درجة مئويّة كدرجة غليان الماء، و7.5 كنقطة ذوبان الثلح، و22.5 كنقطة درجة حرارة الجسم.[2]
بما أنّ مقياس درجة الحرارة الزئبقيّ أكثر دقّةً فقد قرر العالم فهرنهايت بتوسيع مقياس درجة الحرارة الخاص بالعالم رومر وذلك عن طريق ضربه بالعدد أربعة، واستناداً للأبحاث التي أجراها أدخل التعديلات على تلك المقاييس، حيث حدد قيم مقياس درجة الحرارة عن طريق وضعه تحت إبط زوجته للحصول على درجة حرارة الجسم.[2]
حدد العالم فهرنهايت نقطة الصفر في مقياسه الأوّلي عن طريق وضع ميزان درجة الحرارة في خليطٍ متساوٍ من الثلج، والماء، والملح (كلوريد الأمونيوم). حيث حُدد الصفر كنقطة استقرار درجة الحرارة، أمّا النقطة الثانية فهي 32 تمّ قياسها في خليطٍ متساوٍ من الماء والثلج، والنقطة الثالثة كانت 96، حيث تمثّل درجة حرارة جسم الإنسان وتحديداً درجة حرارة الدّم.[2]
ظنّ البعض أنّ استخدام فهرنهايت لنقاط معيّنة عن دونها كانت لدوافع أخرى غير مقياس درجة الحرارة، على الرغم من توثيق العالم فهرنهايت للنقاط المُستخدمة في مقياس درجة الحرارة الخاص به بأنّها نقاط الغليان والتجمّد للماء، كما اعتُقد أنّه اختار النقطة 32 كدرجة ذوبان الماء لأنّها مرتبطة بالتنوير. وفي روايات أخرى قيل إنّه باعتقاد فهرنهايت فإنّ الإنسان سيتجمّد حتّى الموت عند درجة الحرارة صفر مئويّة، وسوف يستسلم جسده لسكتةٍ حراريةٍ عند درجة حرارة 100 مئويّة.[2]
بعد وفاته تمّت إعادة تعيير المقياس، حيث حُددت النقاط 32، و212 كنقاط ذوبان وغليان الماء العاديّ مع التخلّص من الملح، كما حُددت درجة حرارة الجسم العاديّة 98.6، وأصبحت هذه النقاط هي المعيار للمقياس. وساعدت هذه التغييرات في المقياس على جعل التحويلات بين الدرجات المئويّة إلى الفهرنهايت أكثر سهولةً، حيث إنّ حجم فهرنهايت درجة هو خمسة أتساع حجم وحدة واحدة على مقياس درجة الحرارة المئويّة، ومقياس كلفن، الأمر الذي يساعد على توفير قياسات أكثر دقّةً دون اللجوء لاستخدام الأعداد الكسريّة في مقياس فهرنهايت، كما أنّ كل من مقياس فهرنهايت ومقياس درجة الحرارة المئوية يلتقيان عند الدرجة -40، حيث إنّ -40 فهرنهايت، و -40 مئويّة متساويتان.[2]
الدول التي تستخدم نظام الفهرنهايت
تستخدم معظم البلدان في جميع دول العالم وبما في ذلك ليبيريا وبورما الدرجة المئويّة لقياس درجة الحرارة بسبب استخدام النظام المتريّ فيها، وتستخدم عدداً قليلاً من الدول نظام الفهرنهايت كالنظام الرسميّ لقياس درجة الحرارة كالولايات المتّحدة الأمريكيّة، وبليز، وبالاو، والأقاليم البريطانيّة الخاصّة بجزر البهاما، وجزر كايمان، وعلى الرغم من أنّ الدرجة المئويّة هي النظام الرسميّ المعتمد استخدامه في كندا إلّا أنّه يتمّ استخدام نظام الفهرنهايت في الكثير من الأحيان أيضاً.[2]
التحويل من فهرنهايت إلى درجات أخرى
التحويل من الفهرنهايت إلى الدرجة المئويّة
إنّ معادلة التحويل من الفهرنهايت إلى السليسيوس أو الدرجة المئويّة هي: درجة الحرارة المئويّة = 5/9 * (ف-32)؛ حيث يُمثّل الرمز ف درجة الحرارة بالفهرنهايت، والخطوات الآتية توضّح عمليّة التحويل، وسيمثّل العدد الناتج درجة الحرارة بالسيلسيوس:[3]
- طرح 32 من قيمة درجة الحرارة بالفهرنهايت.
- ضرب الرقم الناتج بالعدد 5.
- قسمة الرقم الناتج على العدد 9.
للتحويل من المئويّ إلى الفهرنهايت تُستخدم المعادلة الآتية: F = 1.8 C + 32؛ حيث إنّ F: هو درجة الحرارة بالفهرنهايت، وC: هو درجة الحرارة بالسيلسيوس.[4]
التحويل من فهرنهايت إلى كلفن
الطريقة الأولى:[5]
- طرح العدد 32 من قيمة درجة الحرارة بالفهرنهايت.
- ضرب الرقم الناتج بالعدد 5.
- قسمة الرقم الناتج بالعدد 9.
- إضافة العدد 273.15 للرقم الناتج.
ملاحظة: سيمثّل العدد الناتج درجة الحرارة بوحدة الكلفن، ويجب الانتباه أنّ الفهرنهايت لها درجات، بينما الكلفن لا.
الطريقة الثانية:يُمكن استخدام معادلة التحويل لإجراء عمليّة التحويل، وهي: TK = (TF + 459.67) x 5/9، حيث تمثّل الرموز ما يلي:
- TF: درجة الحرارة بالفهرنهايت.
- TK: درجة الحرارة بالكلفن.
ويعتبر استخدام المعادلة أكثر سهولةً لحسابة الناتج باستخدام الآلة الحاسبة من خلال إدخال المعادلة كاملة، كما يمكن حسابها بالطريقة اليدويّة.
للتحويل من درجة الحرارة بالكلفن إلى فهرنهابت تستخدم المعادلة الآتية: F° = 9/5(K - 273) + 32، وتظهر بأشكال أخرى كالآتي:[6]
- F° = 9/5(K - 273.15) + 32.
- F° = 1.8(K - 273) + 32.
حيث يُمكن استخدام أي معادلة من المعادلات السابقة للتحويل.
المراجع
- ↑ "Fahrenheit temperature scale", www.britannica.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج ح Kim Ann Zimmermann (24-9-2013), "Fahrenheit: Facts, History & Conversion Formulas"، www.livescience.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
- ↑ Anne Marie Helmenstine (15-3-2017), "How to Convert Fahrenheit to Celsius "، www.thoughtco.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
- ↑ Anne Marie Helmenstine (13-6-2017), "How to Convert Celsius to Fahrenheit Celsius to Fahrenheit Formula"، www.thoughtco.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
- ↑ Anne Marie Helmenstine (4-8-2017), "Steps to Convert Fahrenheit to Kelvin"، www.thoughtco.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
- ↑ Anne Marie Helmenstine (3-5-2017), "How to Convert Kelvin to Fahrenheit"، www.thoughtco.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
