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La scala Fahrenheit è, insieme alla scala Celsius o centigrada, una delle scale di temperatura più utilizzate. È la scala di temperatura per eccellenza utilizzata negli Stati Uniti, in Gran Bretagna e in altri paesi che utilizzano il sistema imperiale di unità. È anche una delle principali unità di temperatura utilizzate nella maggior parte dei rami dell’ingegneria. Nonostante questo, nel resto del mondo e nella maggior parte delle scienze si utilizza principalmente la scala Celsius.
Ciò rende la capacità di convertire Fahrenheit in Celsius di grande importanza per chiunque studi scienza o ingegneria, indipendentemente da dove si trovi.
Formula per convertire i gradi Fahrenheit in Celsius
A differenza della maggior parte delle conversioni di unità che possono essere ottenute moltiplicando per un semplice fattore di conversione, la conversione tra temperatura Fahrenheit e Celsius richiede l’uso di una formula. Questo perché entrambe sono scale di temperatura relative e, inoltre, sono stabilite in relazione a diversi punti di riferimento o temperature di riferimento. Di conseguenza, entrambe le scale non condividono la stessa origine o lo zero (0) sulla scala, quindi non solo una è spostata rispetto all’altra, ma hanno anche dimensioni in gradi diverse (ovvero, una variazione di temperatura di variazione di 1 ° F non equivale a una variazione di temperatura di 1 °C).
In effetti, i gradi Fahrenheit sono inferiori ai gradi Celsius. Una variazione di 1 °C equivale a una variazione di 9/5 o 1,8 °F, rendendo la prima quasi il doppio della seconda. Inoltre, lo zero della scala centigrada o Celsius, cioè il punto di fusione dell’acqua, è 32 °F sopra lo zero della scala Fahrenheit, che corrisponde alla temperatura di equilibrio di una miscela di acqua, ghiaccio e cloruro di ammonio.
Queste osservazioni sono riassunte nella seguente formula:
Questa equazione è anche spesso scritta come:
In entrambi i casi, °C rappresenta la temperatura Celsius che vogliamo calcolare, mentre °F rappresenta la temperatura Fahrenheit che vogliamo convertire. Il 32 ha unità di gradi Fahrenheit per poterlo sottrarre dalla temperatura in cui si trova nelle stesse unità. Nella prima formula, la costante 5/9 ha unità di °C/°F mentre l’1.8 che compare come denominatore nella seconda formula ha le unità opposte, cioè °F/°C.
Passaggi per convertire Fahrenheit in Celsius
Date le formule di cui sopra, possiamo effettuare la conversione da Fahrenheit a Celsius in due semplici passaggi, seguendo l’ordine comune delle operazioni matematiche, ovvero risolvendo prima le operazioni raggruppate tra parentesi e poi le operazioni esterne:
- Passaggio 1: sottrarre la temperatura in gradi Fahrenheit meno 32°F.
- Passaggio 2: se stai utilizzando la prima formula, moltiplica la differenza per la frazione 5/9. Se stai usando la seconda formula, dividi la differenza per 1,8. In entrambi i casi, il risultato sarà esattamente lo stesso.
Esempi di conversioni da Fahrenheit a Celsius
Esempio 1:
Vuoi convertire 180 °F in Celsius. Per prima cosa, sostituiamo la temperatura che vogliamo convertire nella formula. Per questo esempio, useremo il primo:
Ora, eseguiremo i due passaggi sopra menzionati, ovvero sottraiamo 180 – 32, che dà 148. Quindi moltiplichiamo per 5/9 per ottenere il risultato finale che è 82,22 °C. Vale a dire:
Eseguiamo la stessa conversione, ma ora utilizzando la seconda formula. In questo caso, la sottrazione è la stessa, ma il secondo passo è dividere per 1,8 invece di moltiplicare per 5/9:
Come possiamo verificare, entrambi i risultati sono gli stessi.
Esempio 2:
Convertiamo ora lo zero della scala Fahrenheit, cioè la temperatura di equilibrio della miscela acqua-ghiaccio-cloruro di ammonio, in Celsius.
Allo stesso modo di prima, iniziamo sostituendo la temperatura Fahrenheit nella formula (in questo caso corrisponde a 0), sottraiamo e poi moltiplichiamo per 5/9 o dividiamo per 1,8. Facciamolo nel primo modo:
Si noti che la temperatura alla quale inizia la scala Fahrenheit è inferiore al punto di congelamento (o fusione) dell’acqua, che è 0 °C.
Esempio 3:
Ora convertiamo una temperatura negativa, ad esempio – 148 °F in Celsius:
Conversione inversa: da Celsius a Fahrenheit
Eseguire la conversione inversa, cioè convertire i gradi Celsius in Fahrenheit è molto simile al processo precedente. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è la formula appropriata, che possiamo facilmente ottenere risolvendo per la temperatura in gradi Fahrenheit dalle formule di cui sopra. Fatto questo si ottengono le seguenti due formule equivalenti per la conversione dei gradi Celsius in Fahrenheit:
O in alternativa:
Conversione da Fahrenheit ad altre unità
Oltre ai gradi Celsius, i gradi Fahrenheit possono essere convertiti in altre due unità di temperatura assoluta comuni sia nella scienza che nell’ingegneria, la scala Kelvin e la scala Rankine. Questo può essere fatto usando le seguenti due formule:
Formula per convertire i gradi Fahrenheit in Kelvin
Formula per convertire i gradi Fahrenheit in gradi Rankine
Come possiamo facilmente verificare da quest’ultima formula, la temperatura in gradi Fahrenheit che corrisponde allo zero assoluto (in gradi Rankine, Kelvin o qualsiasi altra unità di temperatura assoluta) è –459,67 °F. Infatti, se inseriamo questa temperatura nella formula per convertire Fahrenheit in Kelvin, il risultato sarà 0, e se la inseriamo nella formula per convertire in Celsius, il risultato sarà –273,15 °C, che è anche la temperatura di zero assoluto su quella scala di temperatura.
Riferimenti
Gli editori dell’Enciclopedia Britannica. (2018, 25 ottobre). Scala di temperatura Fahrenheit | Definizione, formula e fatti. Estratto da https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale
convertworld. (2022). Converti temperatura, Fahrenheit in Celsius . https://www.convertworld.com/en/temperature/fahrenheit/fahrenheit-to-celsius.html
Conversioni metriche. (2020a). Conversione da gradi Fahrenheit a gradi Rankine . https://www.metric-conversions.org/en/temperature/fahrenheit-to-rankine.htm
Conversioni metriche. (2020b). Conversione da Fahrenheit a Celsius – o da F a o C . https://www.metric-conversions.org/temperature/fahrenheit-to-celsius.htm
