Степен фаренхајта

Степен фаренхајта
Степен фаренхајта
	Термометар са јединицама степена фаренхајта (означен на спољној маски) и целзијуса (означен на унутрашњем бројчанику). Фаренхајтова скала је била прва стандардизована температурна скала која се широко користила..
Информације о јединици
Систем	Империјални/САД уобичајени
Јединица	Температура
Симбол	°F
Именован по	Данијел Габријел Фаренхајт
°C	5/9(x − 32)

Степен фаренхајта (симбол: °F) је скала за мерење температуре названа по немачком физичару Габријелу Фаренхајту, која се заснива на подели од 180 делова између тачке мржњења и тачке кључања воде.^[1]^[2] По овој скали лед се топи на 32 °F а вода кључа на 212 °F. Нормална температура људског тела је 98,6 °F. Све до 70-их година 20. века Фаренхајтова скала се користила у земљама енглеског говорног подручја. Данас су углавном и те земље, сем Сједињених Држава и Јамајке, прихватиле мерење температуре по степену целзијусу.

Фаренхајт је усавршио термометар напунивши га живом уместо алкохолом. На оригиналној Фаренхајтовој скали 0° означава највећу зиму која је забележена у Гдањску 1709. године. Она користи степен Фаренхајта (симбол: °F) као јединицу. Постоји неколико извештаја о томе како је он првобитно дефинисао своју скалу, али оригинални рад сугерише да је доња тачка дефинисања, 0 °F, установљена као температура смрзавања раствора слане воде направљене од мешавине воде, леда и амонијум хлорида (а соли).^[3]^[4] Друга утврђена граница била је његова најбоља процена просечне температуре људског тела, првобитно постављене на 90 °F, а затим на 96 °F (око 2,6 °F мање од модерне вредности због касније редефинисања скале^[3]). Међутим, он ле приметио средњу тачку од 32 °F, која се поставља на температуру ледене воде.

У првим деценијама 18. века у Холандској Републици, Фаренхајт^[1] је направио два револуционарна продора у историји термометрије.^[5] Измислио је термометар са живом у стаклу (први широко коришћен, тачан, практичан термометар)^[5]^[6] и Фаренхајтову скалу. Фаренхајт је била прва стандардизована температурна скала која се широко користила, иако је њена употреба сада ограничена. То је званична температурна скала у Сједињеним Државама (укључујући њихове неинкорпорисане територије), њиховим слободно удруженим државама у западном Пацифику (Палау, Федеративне Државе Микронезије и Маршалска острва), Кајманским острвима и бившој америчкој колонији Либерији. Фаренхајт се користи поред Целзијусове скале у Антигви и Барбудима и другим земљама које користе исте метеоролошке сервисе, као што су Сент Китс и Невис, Бахами и Белиз. Неколико британских прекоморских територија још увек користи обе скале, укључујући Британска Девичанска острва, Монсерат, Ангвилу и Бермуде.^[7] У Уједињеном Краљевству, бројке у степенима Фаренхајта се понекад користе у новинским насловима како би се сензационализовали топлотни таласи.^[8] Све остале земље сада користе Целзијусову скалу, назив који је 1948. дефинисан у част шведског астронома Андерса Целзијуса.

Дефиниција и конверзија

На Фаренхајтовој скали, тачка топљења воде је 32 °F, а тачка кључања је 212 °F (при стандардном атмосферском притиску). Ово поставља тачке кључања и смрзавања воде на 180 степени једну од друге.^[9] Према томе, степен на Фаренхајтовој скали је ¹⁄₁₈₀ интервала између тачке смрзавања и тачке кључања. На Целзијусовој скали, тачке смрзавања и кључања воде су 100 степени једна од друге. Температурни интервал од 1 °F једнак је интервалу од ⁵⁄₉ степени Целзијуса. Фаренхајтова и Целзијусова скала се секу на -40° (тј. −40 °F = −40 °C).

Апсолутна нула је −273.15 °C or −459.67 °F. Рaнкинова температурна скала користи интервале степена исте величине као они на Фаренхајтовој скали, осим што је апсолутна нула 0 °R — на исти начин на који Келвинова температурна скала одговара Целзијусовој скали, осим што је апсолутна нула 0 K.^[9]

Комбинација симбола степена (°) праћеног великим словом F је конвенционални симбол за температурну скалу Фаренхајта. Број иза којег следи овај симбол (и одвојен од њега размаком) означава одређену температурну тачку (нпр. „галијум се топи на 85,5763 °F“), разлику између температура (нпр. „излаз измењивача топлоте се повећава за 72 °F") или несигурност у температури (нпр. "наша стандардна несигурност је ±5 °F").^[10] Симбол за Целзијусову скалу такође користи симбол степена (°C), док је симбол за Келвинову скалу само велико слово K.^[11]^[12] Нумеричка вредност температурне разлике или температурног интервала је иста када је изражена у степенима целзијуса или у келвинима.

Конверзија (специфична температурна тачка)

За тачну конверзију између фаренхајта и целзијуса одређене температурне тачке, могу се применити следеће формуле. Овде је $f$ вредност у фаренхајтима, а $c$ вредност у целзијусима:

$f$ °Фаренхајта до $c$ °целзијуса: $(f - 32) °F \times 5°C / 9°F = (f - 32) / 1.8 °C = c °C$
$c$ °Целзијуса до $f$ °фаренхајта: $(c °C \times 9°F / 5°C) + 32 °F = (c \times 1.8) °F + 32 °F = f °F$

Постоји и тачна конверзија која користи једнакост −40 °F = −40 °C. Опет, $f$ је вредност у фаренхајтима, а $c$ вредност у Целзијусима:

$f$ °Фаренхајта до $c$ °целзијуса : $((f + 40) \div 1.8) - 40 = c$ .
$c$ °Целзијуса до $f$ °фаренхајта : $((c + 40) \times 1.8) - 40 = f$ .

Конверзија (температурна разлика или интервал)

Приликом претварања температурног интервала између °F и °C, користи се само овај однос, без икакве константе (у овом случају, интервал има исту нумеричку вредност у келвинима као у степенима целзијуса):

$f$ °Фаренхајта до $c$ °целзијуса или келвина: $f °F \times 5°C / 9°F = f / 1.8 °C = c °C = c K$
$c$ °Целзијуса до $f$ °фаренхајта: $c °C \times 9°F / 5°C °F = (c \times 1.8) °F = f °F$

Историја

Данијел Габријел Фаренхајт, пионир стандардизованог мерења температуре и зачетник ере прецизне термометрије.^[10] Он је изумео термометар са живом у стаклу (први широко коришћен, практичан, тачан термометар)^[6] и Фаренхајтову скалу (прва стандардизована температурна скала која се широко користи).

Фаренхајт је предложио своју температурну скалу 1724. године, заснивајући је на две референтне тачке температуре. У његовој почетној скали (која није коначна Фаренхајтова скала), нулта тачка је одређена стављањем термометра у „мешавину леда, воде и salis Armoniaci^[13] [превод амонијум хлорида] или чак морске соли“.^[14] Ова комбинација формира еутектички систем који аутоматски стабилизује своју температуру: 0 °F је дефинисано као та стабилна температура. Друга тачка, 96 степени, била је приближно температура људског тела (sanguine hominis sani, крви здраве особе).^[14] Трећа тачка, 32 степена, означена је као температура леда и воде „без поменутих соли“.^[14]

Према немачкој причи, Фаренхајт је заправо одабрао најнижу температуру ваздуха измерену у његовом родном граду Данцигу (Гдањск, Пољска) у зиму 1708-09 као 0 °F, а тек касније је имао потребу да ову вредност учини репродуцибилном помоћу слане воде.^[15]

Референце

^ ^а ^б Daniel Gabriel Fahrenheit was born in Danzig (Gdańsk), then a predominantly German-speaking city in the Pomeranian Voivodeship of the Polish–Lithuanian Commonwealth. He later moved to the Dutch Republic at age 15, where he spent the rest of his life (1701–1736).
^ Robert T. Balmer (2010). Modern Engineering Thermodynamics. Academic Press. стр. 9. ISBN 978-0-12-374996-3. Приступљено 17. 7. 2011.
^ ^а ^б Fahrenheit temperature scale, Encyclopædia Britannica Online. 25 September 2015
^ „Fahrenheit: Facts, History & Conversion Formulas”. Live Science. Приступљено 2018-02-09.
^ ^а ^б Bolton, Henry Carrington: Evolution of the Thermometer, 1592–1743. (Easton, PA: Chemical Publishing Company, 1900). Henry Carrington Bolton (1900): "[...] The origin of a prime invention is sometimes obscured by the failure of the discoverer to claim definitely the product of his inspiration owing to the fact that he himself failed to appreciate its high importance and its utility. The task of sketching the origin of the thermometer is fraught with similar difficulties; the actual inventor is known only at second hand, its development from a crude toy to an instrument of precision occupied more than a century, and its early history is encumbered with erroneous statements that have been reiterated with such dogmatism that they have received the false stamp of authority."
^ ^а ^б Knake, Maria (април 2011). „The Anatomy of a Liquid-in-Glass Thermometer”. AASHTO re:source, formerly AMRL (aashtoresource.org). Приступљено 4. 8. 2018. „For decades mercury thermometers were a mainstay in many testing laboratories. If used properly and calibrated correctly, certain types of mercury thermometers can be incredibly accurate. Mercury thermometers can be used in temperatures ranging from about -38 to 350°C. The use of a mercury-thallium mixture can extend the low-temperature usability of mercury thermometers to -56°C. (...) Nevertheless, few liquids have been found to mimic the thermometric properties of mercury in repeatability and accuracy of temperature measurement. Toxic though it may be, when it comes to LiG [Liquid-in-Glass] thermometers, mercury is still hard to beat.”
^ Countries That Use Fahrenheit 2021
^ „Newspapers run hot and cold over Celsius and Fahrenheit”. the Guardian. 29. 12. 2014.
^ ^а ^б Walt Boyes (2009). Instrumentation Reference Book. Butterworth-Heinemann. стр. 273—274. ISBN 978-0-7506-8308-1. Приступљено 17. 7. 2011.
^ ^а ^б Grigull, Ulrich (1966). Fahrenheit, a Pioneer of Exact Thermometry. (The Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference, San Francisco, 1966, Vol. 1, pp. 9–18.)
^ Bureau International des Poids et Mesures, Le Système international d’unités (SI) / The International System of Units (SI), 9th ed. (Sèvres: Bureau, 2019), §5.3, sub§5.4.3.
^ Preston–Thomas, H. (1990). „The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)” (PDF). Metrologia. 27 (1): 6. Bibcode:1990Metro..27....3P. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002. Приступљено 17. 7. 2011.
^
"Sal Armoniac" was an impure form of ammonium chloride. The French chemist Nicolas Lémery (1645–1715) discussed it in his book Cours de Chymie (A Course of Chemistry, 1675), describing where it occurs naturally and how it can be prepared artificially. It occurs naturally in the deserts of northern Africa, where it forms from puddles of animal urine. It can be prepared artificially by boiling 5 parts of urine, 1 part of sea salt, and ½ part of chimney soot until the mixture has dried. The mixture is then heated in a sublimation pot until it sublimates; the sublimated crystals are sal Armoniac. See:
- Nicolas Lémery, Cours de chymie … , 7th ed. (Paris, France: Estienne Michallet, 1688), Chapitre XVII: du Sel Armoniac, pp. 338–339.
- English translation: Nicolas Lémery with James Keill, trans., A Course of Chymistry … , 3rd ed. (London, England: Walter Kettilby, 1698), Chap. XVII: of Sal Armoniack, p. 383. Available on-line at: Heinrich Heine University (Düsseldorf, Germany)
^ ^а ^б ^в Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) Experimenta & observationes de congelatione aquæ in vacuo factæ a D. G. Fahrenheit, R. S. S (Experiments and observations on water freezing in the void by D. G. Fahrenheit, R. S. S.), Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 33 (382): 78 (March–April 1724). Cited and translated in http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm Архивирано на сајту Wayback Machine (11. мај 2008)
^ „Wetterlexikon - Lufttemperatur” (на језику: немачки). Deutscher Wetterdienst. Архивирано из оригинала 15. 10. 2013. г. Приступљено 13. 12. 2013.

Литература

E Richard Cohen; Tom Cvitas; Jeremy G Frey; Bertil Holstrom; John W Jost, ур. (2007). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (PDF). International Union of Pure and Applied Chemistry (3. изд.). Royal Society of Chemistry; 3rd edition. ISBN 0854044337.

International Union of Pure and Applied Chemistry (1993). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry, 2nd edition, Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8. Electronic version.

Спољашње везе

Медији везани за чланак Степен фаренхајта на Викимедијиној остави
Речничка дефиниција за степен фаренхајта на Викиречнику
Daniel Gabriel Fahrenheit (Polish-born Dutch physicist) – Encyclopædia Britannica
"At Auction | One of Only Three Original Fahrenheit Thermometers" Enfilade page for 2012 Christie's sale of a Fahrenheit mercury thermometer with some nice pictures
- Christie's press release
„SI Units - Temperature”. nist.gov. National Institute of Standards and Technology (US Department of Commerce). 15. 11. 2019. Приступљено 25. 2. 2020.

[Fahrenheit-1] а ^б Daniel Gabriel Fahrenheit was born in Danzig (Gdańsk), then a predominantly German-speaking city in the Pomeranian Voivodeship of the Polish–Lithuanian Commonwealth. He later moved to the Dutch Republic at age 15, where he spent the rest of his life (1701–1736).

[2] Robert T. Balmer (2010). Modern Engineering Thermodynamics. Academic Press. стр. 9. ISBN 978-0-12-374996-3. Приступљено 17. 7. 2011.

[:0-3] а ^б Fahrenheit temperature scale, Encyclopædia Britannica Online. 25 September 2015

[4] „Fahrenheit: Facts, History & Conversion Formulas”. Live Science. Приступљено 2018-02-09.

[Bolton-5] а ^б Bolton, Henry Carrington: Evolution of the Thermometer, 1592–1743. (Easton, PA: Chemical Publishing Company, 1900). Henry Carrington Bolton (1900): "[...] The origin of a prime invention is sometimes obscured by the failure of the discoverer to claim definitely the product of his inspiration owing to the fact that he himself failed to appreciate its high importance and its utility. The task of sketching the origin of the thermometer is fraught with similar difficulties; the actual inventor is known only at second hand, its development from a crude toy to an instrument of precision occupied more than a century, and its early history is encumbered with erroneous statements that have been reiterated with such dogmatism that they have received the false stamp of authority."

[Knake-6] а ^б Knake, Maria (април 2011). „The Anatomy of a Liquid-in-Glass Thermometer”. AASHTO re:source, formerly AMRL (aashtoresource.org). Приступљено 4. 8. 2018. „For decades mercury thermometers were a mainstay in many testing laboratories. If used properly and calibrated correctly, certain types of mercury thermometers can be incredibly accurate. Mercury thermometers can be used in temperatures ranging from about -38 to 350°C. The use of a mercury-thallium mixture can extend the low-temperature usability of mercury thermometers to -56°C. (...) Nevertheless, few liquids have been found to mimic the thermometric properties of mercury in repeatability and accuracy of temperature measurement. Toxic though it may be, when it comes to LiG [Liquid-in-Glass] thermometers, mercury is still hard to beat.”

[7] Countries That Use Fahrenheit 2021

[8] „Newspapers run hot and cold over Celsius and Fahrenheit”. the Guardian. 29. 12. 2014.

[rank-9] а ^б Walt Boyes (2009). Instrumentation Reference Book. Butterworth-Heinemann. стр. 273—274. ISBN 978-0-7506-8308-1. Приступљено 17. 7. 2011.

[auto-10] а ^б Grigull, Ulrich (1966). Fahrenheit, a Pioneer of Exact Thermometry. (The Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference, San Francisco, 1966, Vol. 1, pp. 9–18.)

[11] Bureau International des Poids et Mesures, Le Système international d’unités (SI) / The International System of Units (SI), 9th ed. (Sèvres: Bureau, 2019), §5.3, sub§5.4.3.

[12] Preston–Thomas, H. (1990). „The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)” (PDF). Metrologia. 27 (1): 6. Bibcode:1990Metro..27....3P. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002. Приступљено 17. 7. 2011.

[13] "Sal Armoniac" was an impure form of ammonium chloride. The French chemist Nicolas Lémery (1645–1715) discussed it in his book Cours de Chymie (A Course of Chemistry, 1675), describing where it occurs naturally and how it can be prepared artificially. It occurs naturally in the deserts of northern Africa, where it forms from puddles of animal urine. It can be prepared artificially by boiling 5 parts of urine, 1 part of sea salt, and ½ part of chimney soot until the mixture has dried. The mixture is then heated in a sublimation pot until it sublimates; the sublimated crystals are sal Armoniac. See:
Nicolas Lémery, Cours de chymie … , 7th ed. (Paris, France: Estienne Michallet, 1688), Chapitre XVII: du Sel Armoniac, pp. 338–339.

English translation: Nicolas Lémery with James Keill, trans., A Course of Chymistry … , 3rd ed. (London, England: Walter Kettilby, 1698), Chap. XVII: of Sal Armoniack, p. 383. Available on-line at: Heinrich Heine University (Düsseldorf, Germany)

[14] Nicolas Lémery, Cours de chymie … , 7th ed. (Paris, France: Estienne Michallet, 1688), Chapitre XVII: du Sel Armoniac, pp. 338–339.

[15] English translation: Nicolas Lémery with James Keill, trans., A Course of Chymistry … , 3rd ed. (London, England: Walter Kettilby, 1698), Chap. XVII: of Sal Armoniack, p. 383. Available on-line at: Heinrich Heine University (Düsseldorf, Germany)

[:1-14] а ^б ^в Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) Experimenta & observationes de congelatione aquæ in vacuo factæ a D. G. Fahrenheit, R. S. S (Experiments and observations on water freezing in the void by D. G. Fahrenheit, R. S. S.), Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 33 (382): 78 (March–April 1724). Cited and translated in http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm Архивирано на сајту Wayback Machine (11. мај 2008)

[15] „Wetterlexikon - Lufttemperatur” (на језику: немачки). Deutscher Wetterdienst. Архивирано из оригинала 15. 10. 2013. г. Приступљено 13. 12. 2013.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]