Sådan konverteres fra Fahrenheit til Kelvin?

Temperatur er en variabel, der griber ind i næsten alle naturlige processer. Det er en af ​​de mest målte variabler inden for områder lige fra videnskabelig forskning til teknik og rumvidenskab. Denne egenskab af stof kan udtrykkes i forskellige enheder, blandt hvilke er dem på Fahrenheit-skalaen og Kelvin-skalaen. Den første er den mest udbredte skala i teknik og i lande som USA og England, hvor det kejserlige system af enheder stadig bruges.

På den anden side er den absolutte temperatur i Kelvin essentiel i mange grene af fysik og kemi, især med hensyn til beregninger med ideelle gasser og termodynamik. Af denne grund er det en meget nyttig færdighed at vide, hvordan man konverterer Fahrenheit (°F) til Kelvin (K), og denne artikel lærer dig, hvordan du gør det på forskellige måder.

Men før du lærer at konvertere disse to vigtige temperaturenheder, er det nødvendigt at have en idé om, hvad begge skalaer er.

Fahrenheit skala

Fahrenheit-skalaen er en relativ temperaturskala. Det betyder, at alle temperaturer udtrykt på denne skala kun angiver, om en temperatur er lavere eller højere end en referencetemperatur, men faktisk ikke angiver temperaturen på et bestemt punkt.

Som enhver relativ temperaturskala blev Fahrenheit-skalaen etableret ved hjælp af to referencepunkter: en lav temperatur, der ville repræsentere “nul” af skalaen, og en anden temperatur, der definerer størrelsen af ​​hver grad eller enhed.

I forhold til 0 på skalaen synes mange forskere at være enige om, at Fahrenheit besluttede at etablere den laveste temperatur, som den kunne registrere, som nul på sin skala, for at undgå eksistensen af ​​negative temperaturer. Dette svarede til en blanding af vand, is og ammoniumchlorid. Denne blanding har den ejendommelighed, at den når en ganske stabil og ret lav ligevægtstemperatur, hvorfor Fahrenheit tildelte nul på sin skala på dette tidspunkt.

Det næste referencepunkt var ifølge nogle forfattere vandets frysepunkt, som han tildelte en temperatur på 32 °F for at opdele skalaen mellem 0 og 32 i 4 grupper på hver 8 enheder, noget der er meget almindelig i det kejserlige enhedssystem. Ved at bruge denne skala opstår den normale kogetemperatur for vand ved 212°F.

Den absolutte temperaturskala og Kelvin (K)

I modsætning til Fahrenheit-skalaen er Kelvin-skalaen en absolut temperaturskala , som ikke afhænger af noget referencepunkt. Nul på Kelvin-skalaen indikerer faktisk fraværet af termisk energi i en krop. Den blev skabt af William Thompson (også kendt som Lord Kelvin, deraf navnet) i 1848, som tildelte hver enhed på sin skala samme størrelse som graden på Celsius-skalaen. Dette gør konvertering fra Kelvin til Celsius meget lettere, men gør konverteringen fra Fahrenheit til Kelvin lidt mindre let.

Det skal bemærkes, at temperaturenheden på Kelvin-skalaen kaldes Kelvin og dens symbol er K ; Det kaldes ikke en Kelvin-grad og er heller ikke dets symbol °K. Det er netop, fordi det er en absolut og ikke en relativ skala. For eksempel læses 273 K to hundrede og treoghalvfjerds Kelvin og ikke to hundrede og treoghalvfjerds “grader” Kelvin.

Formel til at konvertere grader Fahrenheit til Kelvin

Transformationen fra Fahrenheit til Kelvin sker normalt indirekte, først transformation til Celsius og derefter til Kelvin. Men her præsenterer vi en hurtigere og mere direkte måde, der giver dig mulighed for at springe et trin over.

Ved at bruge referencetemperaturerne vist ovenfor og vide, at vandets frysepunkt er ved en temperatur på 273,15 K (svarende til 32 °F), og at kogepunktet er ved 373,15 K (svarende til 212 °F), kan det udledes, at hver Kelvin-enhed er lig med 1,8 eller 9/5 af en grad Fahrenheit. Disse observationer er opsummeret i følgende formel for at konvertere Fahrenheit til Kelvin:

Denne formel er meget enkel, men den kan forenkles yderligere ved at dividere 9 med 5 for at få et decimaltal i nævneren. I så fald forbliver ligningen:

I begge formler repræsenterer °F temperaturen i Fahrenheit (den vi vil konvertere) og K repræsenterer temperaturen på Kelvin-skalaen (den vi vil bestemme).

Så konvertering af °F til K er en simpel to-trins proces:

Trin 1: Tilføj temperaturen i Fahrenheit med 459,67

Trin 2: Resultatet af summen divideres med 1,8

Eksempler på konvertering fra Fahrenheit til Kelvin

Eksempel 1:

Du vil omdanne den gennemsnitlige kropstemperatur, som er 98,6 °F , til Kelvin.

Trin 1: Erstat 98,6, hvor °F vises i formlen.

Trin 2: tilføjelsen foretages i tælleren, derefter divideres resultatet med 1,8 og til sidst placeres enheden (K).

Endelig er 98,6°F lig med 310,15 K.

Eksempel 2:

Antag nu, at vi vil konvertere 0 Fahrenheit til K. Som før starter vi med at sætte denne temperatur ind i formlen:

Og de to operationer udføres:

Endelig er 0 °F lig med 255,37 K.

Omvendt konvertering, fra Kelvin til Fahrenheit

Den omvendte proces er lige så enkel. For at få formlen til at transformere grader Fahrenheit til Kelvin, skal du blot klare eller løse ligningen for °F. Resultatet er:

Du kan også undgå at bruge brøken på samme måde som før. Resultatet er:

ekspert tip

Når du bruger disse formler, er det ikke tilrådeligt at medtage enheder ved udskiftning af værdierne, da det kan skabe forvirring med de to temperaturer. De bør først placeres efter konverteringen er fuldført.

Referencer

Brown, T. (2021). Kemi: The Central Science (11. udgave). London, England: Pearson Education.

Den matematiske behandling af måleresultaterne. (n.d.). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798

Foranstaltningerne. (2020, 30. oktober). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796

Redaktionen af ​​Encyclopaedia Britannica. (2018, 25. oktober). Fahrenheit temperaturskala | Definition, formel og fakta. Hentet fra https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale