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L’échelle Fahrenheit est, avec l’échelle Celsius ou centigrade, l’une des échelles de température les plus utilisées. C’est l’échelle de température par excellence utilisée aux États-Unis, en Grande-Bretagne et dans d’autres pays qui utilisent le système d’unités impérial. C’est également l’une des principales unités de température utilisées dans la plupart des branches de l’ingénierie. Malgré cela, dans le reste du monde et dans la plupart des sciences, l’échelle Celsius est principalement utilisée.
Cela rend la capacité de convertir Fahrenheit en Celsius d’une grande importance pour quiconque étudie les sciences ou l’ingénierie, peu importe où il se trouve.
Formule pour convertir les degrés Fahrenheit en Celsius
Contrairement à la plupart des conversions d’unités qui peuvent être accomplies en multipliant par un simple facteur de conversion, la conversion entre la température Fahrenheit et Celsius nécessite l’utilisation d’une formule. En effet, les deux sont des échelles de température relatives et, de plus, elles sont établies par rapport à différents points de référence ou températures de référence. En conséquence, les deux échelles ne partagent pas la même origine ou zéro (0) sur l’échelle, donc non seulement l’une est déplacée par rapport à l’autre, mais elles ont également des tailles de degrés différentes (c’est-à-dire une variation de température de 1 °F n’équivaut pas à un changement de température de 1 °C).
En effet, les degrés Fahrenheit sont plus petits que les degrés Celsius. Une variation de 1 °C équivaut à une variation de 9/5 ou 1,8 °F, faisant presque doubler la première. De plus, le zéro de l’échelle centigrade ou Celsius, c’est-à-dire le point de fusion de l’eau, est de 32 ° F au-dessus du zéro de l’échelle Fahrenheit, qui correspond à la température d’équilibre d’un mélange d’eau, de glace et de chlorure d’ammonium.
Ces observations sont résumées dans la formule suivante :
Cette équation s’écrit aussi souvent :
Dans les deux cas, °C représente la température Celsius que nous voulons calculer, tandis que °F représente la température Fahrenheit que nous voulons convertir. Le 32 a des unités de degrés Fahrenheit afin de pouvoir le soustraire de la température dans laquelle il se trouve dans les mêmes unités. Dans la première formule, la constante 5/9 a des unités de °C/°F tandis que le 1,8 qui apparaît comme dénominateur dans la deuxième formule a les unités opposées, c’est-à-dire °F/°C.
Étapes pour convertir Fahrenheit en Celsius
Compte tenu des formules ci-dessus, nous pouvons effectuer la conversion de Fahrenheit en Celsius en deux étapes simples, en suivant l’ordre commun des opérations mathématiques, à savoir, en résolvant d’abord les opérations regroupées entre parenthèses, puis les opérations extérieures :
- Étape 1 : Soustrayez la température en degrés Fahrenheit moins 32 °F.
- Étape 2 : Si vous utilisez la première formule, multipliez la différence par la fraction 5/9. Si vous utilisez la deuxième formule, divisez la différence par 1,8. Dans les deux cas, le résultat sera exactement le même.
Exemples de conversions Fahrenheit en Celsius
Exemple 1:
Vous voulez convertir 180 °F en Celsius. Tout d’abord, substituons la température que nous voulons convertir dans la formule. Pour cet exemple, nous utiliserons le premier :
Maintenant, on va effectuer les deux étapes citées plus haut, c’est-à-dire qu’on soustrait 180 – 32, ce qui donne 148. Puis on multiplie par 5/9 pour obtenir le résultat final qui est de 82,22 °C. C’est-à-dire:
Effectuons la même conversion, mais en utilisant maintenant la deuxième formule. Dans ce cas, la soustraction est la même, mais la deuxième étape consiste à diviser par 1,8 au lieu de multiplier par 5/9 :
Comme nous pouvons le vérifier, les deux résultats sont les mêmes.
Exemple 2 :
Convertissons maintenant le zéro de l’échelle Fahrenheit, c’est-à-dire la température d’équilibre du mélange eau-glace-chlorure d’ammonium, en degrés Celsius.
De la même manière que précédemment, nous commençons par substituer la température Fahrenheit dans la formule (dans ce cas, elle correspond à 0), soustrayons, puis multiplions par 5/9 ou divisons par 1,8. Faisons-le de la première manière :
Notez que la température à laquelle l’échelle Fahrenheit commence est inférieure au point de congélation (ou de fusion) de l’eau, qui est de 0 °C.
Exemple 3 :
Convertissons maintenant une température négative, par exemple – 148 °F en Celsius :
Conversion inverse : Celsius en Fahrenheit
Effectuer la conversion inverse, c’est-à-dire convertir les degrés Celsius en Fahrenheit, est très similaire au processus précédent. Tout ce dont nous avons besoin est la formule appropriée, que nous pouvons très facilement obtenir en résolvant la température en degrés Fahrenheit à partir des formules susmentionnées. Une fois cela fait, les deux formules équivalentes suivantes sont obtenues pour la conversion des degrés Celsius en Fahrenheit :
Ou bien:
Conversion de Fahrenheit vers d’autres unités
En plus des degrés Celsius, les degrés Fahrenheit peuvent être convertis en deux autres unités de température absolue communes à la fois en science et en ingénierie, l’échelle Kelvin et l’échelle Rankine. Cela peut être fait en utilisant les deux formules suivantes :
Formule pour convertir les degrés Fahrenheit en Kelvin
Formule pour convertir les degrés Fahrenheit en degrés Rankine
Comme nous pouvons facilement le vérifier à partir de cette dernière formule, la température en degrés Fahrenheit qui correspond au zéro absolu (en degrés Rankine, Kelvin ou toute autre unité absolue de température) est de -459,67 °F. En fait, si on branche cette température dans la formule pour convertir Fahrenheit en Kelvin, le résultat sera 0, et si on la branche dans la formule pour convertir en Celsius, le résultat sera -273,15 °C, qui est aussi la température de zéro absolu sur cette échelle de température.
Les références
Les rédacteurs de l’Encyclopaedia Britannica. (2018, 25 octobre). Échelle de température Fahrenheit | Définition, formule et faits. Extrait de https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale
convertir le monde. (2022). Convertir la température, Fahrenheit en Celsius . https://www.convertworld.com/en/temperature/fahrenheit/fahrenheit-to-celsius.html
Conversions métriques. (2020a). Conversion de degrés Fahrenheit en degrés Rankine . https://www.metric-conversions.org/en/temperature/fahrenheit-to-rankine.htm
Conversions métriques. (2020b). Fahrenheit à Celsius – ou F à ou C conversion . https://www.metric-conversions.org/temperature/fahrenheit-to-celsius.htm
