華氏と摂氏が等しくなる温度

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最も一般的に使用される 2 つの温度スケールは、摂氏スケールとも呼ばれる摂氏スケール華氏スケールです。最初のものは、世界のほとんどで、特に国際単位系を採用している国で使用されています。また、ケルビン スケールまたは絶対スケールとともに、あらゆる科学で使用される温度スケールでもあります。一方、2番目は主に帝国単位系を使用している国で使用されています。

これら 2 つのスケールの定義方法には根本的な違いがあります。ただし、華氏と摂氏のサイズの違いは、両方の目盛りが同じ数値をマークする温度があることを意味します。

まず、理解しやすくするために両方のスケールがどのように定義されているかを見てみましょう。

摂氏スケール

摂氏スケールは、すべての温度が標準圧力での純水の凝固に対して設定された相対温度スケールですこれは、摂氏スケールの正の温度は水の融点 (または凝固点) よりも高い温度に対応し、負の温度は基準点よりも低い温度に対応することを意味します。

摂氏または摂氏度(℃)の大きさは、100℃の値が割り当てられた水の凝固点と沸点の温度差によって決まります。これが摂氏目盛りと呼ばれる所以です。

華氏スケール

一方、華氏と綴りを間違えられることがある華氏スケールは、異なる基準点を使用し、温度間隔を分割する方法も異なります。さまざまなバージョンがありますが、負の温度を回避するために、華氏が目盛りのゼロとして登録できる最低温度を設定することを決定したことにすべて同意しているようです. これを行うために、彼は水、氷、および塩化アンモニウムの混合物を使用しました。この混合物には、非常に安定した非常に低い平衡温度に達するという特殊性があり 、そのため、スケールでゼロが割り当てられました。

次の参考体温は、微熱が出たときの自分の体温だったという人もいます。他の人は、彼が水の凝固点を 2 番目の基準温度として使用し、スケールをそれぞれ 8 単位の 4 つのグループに分割して、純水の凝固点として 32ºF の温度を与えたことを示しています。このスケールを使用すると、水は 212ºF で沸騰します。

摂氏と華氏の目盛りが一致する温度は何度ですか?

華氏と摂氏の温度スケールがいつ同じ値になるかを判断するには、次の 2 つの方法があります。

  1. 代数的方法により、スケール変換方程式を使用します。
  2. グラフィックメソッドを介して。

代数的方法で摂氏と華氏の目盛りの交点を決定する

摂氏スケールから華氏スケールへの変換式は非常に単純で、以下に示されています。

摂氏から華氏へのスケール変換

上記の式で、ºF は華氏での温度を表し、ºC は同じ温度を表しますが、摂氏スケールです。

両方のスケールが一致する温度を見つけるために必要なのは、 ºF = ºC = Xという条件を確立することだけです。言い換えれば、方程式を簡単にするために、両方の温度を等しくし、探している値として X を定義します。

ここで、前の式が残ります。

摂氏と華氏の目盛の交点を求める式

この方程式を X について解くだけです (つまり、X について解きます)。

方程式をクリアして、摂氏と華氏の目盛りの交点を決定します

方程式をクリアして、摂氏と華氏の目盛りの交点を決定します

方程式をクリアして、摂氏と華氏の目盛りの交点を決定します

方程式をクリアして、摂氏と華氏の目盛りの交点を決定します

摂氏と華氏の目盛りの交点を決定する方程式の解

方程式の解はX= – 40 であるため、 – 40 ºCの温度は– 40 ºFに等しくなります。

この解は、摂氏から華氏への変換式を使用して見つけられました。華氏から摂氏への変換方程式は同じ方程式ですが、摂氏を見つけるために解かれるので、最初の方程式の代わりにその方程式を使用して、まったく同じ結果を得ることができたことに注意してください (実際には、同じ式)。

摂氏と華氏の目盛りが同じ測定値を持つポイントのグラフィカルな決定

2 つのスケールまたはそれらの交点の間の一致点を見つける別の方法は、両方のスケールを同じグラフにプロットし、それらが一致する点を見つけることです。

これは、2 つの異なる方法で行うことができます。摂氏の温度と華氏の温度をケルビンの絶対温度の関数としてプロットできます。この場合、交点はケルビンになります。また、摂氏の温度の関数として華氏の温度をプロットすることもできます。これははるかに簡単です。

この手順は、横座標が摂氏スケールに対応し、縦座標が摂氏温度または華氏温度のいずれかを表す座標系を描画することで構成されます。

グラフィック手法を使用して摂氏と華氏の目盛りの交点を決定するための座標系

このグラフで摂氏スケールを表します。2 点だけを配置し、それらの間に直線を引くだけです。各ポイントは、X 軸の温度と Y 軸の対応する温度を交差させることによって配置されます.この場合、摂氏スケールがプロットされているため、X のすべての値は Y の値と等しくなります. ポイントは (0;0) であり、別のポイントは (100;100) です。

摂氏目盛グラフ

同じことを行って、華氏スケールをグラフ化します。前述のことを思い出すと、0 ºC (水の凝固点) は 32 ºF に相当し、100 ºC (水の沸点) は 212 ºF に相当します。この2点をグラフにして線を引きます。

これが完了すると、両方の線が交差または交差する点が、両方のスケールが同じ値を持つ温度になります。図からわかるように、両方の直線は点 (-40;-40) で交差します。つまり、– 40 ºC = – 40 ºFです。

グラフィック手法を使用した摂氏と華氏の目盛りの交点の決定

この同じプロセスは、温度スケールの任意のペアに対して実行できますが、制限があります。摂氏とケルビンの温度の場合、両方のスケールの単位サイズは同じであるため、両方のグラフは平行になり、交差することはありません。華氏目盛とランキン目盛も同様です。

参考文献

測定結果の数学的処理。(nd)。https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798から取得

測定。(2020年10月30日)。https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796から取得

ブリタニカ百科事典の編集者。(2018 年 10 月 25 日)。華氏温度スケール | 定義、式、および事実https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scaleから取得

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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