화씨에서 켈빈으로 변환하는 방법?

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온도는 거의 모든 자연 과정에 개입하는 변수입니다. 과학 연구에서 공학 및 우주 과학에 이르는 분야에서 가장 많이 측정되는 변수 중 하나입니다. 이 물질의 속성은 다른 단위로 표현될 수 있으며 그 중에는 화씨 단위와 켈빈 단위가 있습니다. 첫 번째는 제국 단위 시스템이 여전히 사용되는 미국 및 영국과 같은 국가에서 엔지니어링에서 가장 널리 사용되는 척도입니다.

한편, 켈빈 단위의 절대 온도는 특히 이상 기체 및 열역학 계산과 관련하여 물리 및 화학의 많은 분야에서 필수적입니다. 이러한 이유로 화씨(°F)를 켈빈(K)으로 변환하는 방법을 아는 것은 매우 유용한 기술이며 이 기사에서는 다양한 방법을 알려줍니다.

그러나이 두 가지 중요한 온도 단위를 변환하는 방법을 배우기 전에 두 척도가 무엇인지 알아야합니다.

화씨 눈금

화씨 눈금은 상대적인 온도 눈금입니다. 즉, 이 눈금에 표시되는 모든 온도는 기준 온도보다 낮은지 높은지 여부를 나타낼 뿐이지 실제로 특정 지점의 온도를 나타내는 것은 아닙니다.

다른 상대 온도 눈금과 마찬가지로 화씨 눈금은 눈금의 “0”을 나타내는 낮은 온도와 각 도 또는 단위의 크기를 정의하는 두 번째 온도의 두 기준점을 사용하여 설정되었습니다.

눈금의 0과 관련하여 많은 연구자들은 Fahrenheit가 음의 온도의 존재를 피하기 위해 등록할 수 있는 가장 낮은 온도를 눈금의 0으로 설정하기로 결정했다는 데 동의하는 것 같습니다. 이것은 물, 얼음 및 염화암모늄의 혼합물에 해당합니다. 이 혼합물은 매우 안정적이고 매우 낮은 평형 온도에 도달하는 특이성을 가지고 있으며, 이것이 화씨 온도가 이 시점에서 눈금을 0으로 지정한 이유입니다.

일부 저자들에 따르면 다음 기준점은 물의 어는점으로, 0에서 32 사이의 척도를 각각 8단위의 4개 그룹으로 나누기 위해 32°F의 온도가 할당되었으며, 이는 매우 일반적인 것입니다. 제국 단위 체계에서. 이 척도를 사용하면 물의 정상적인 끓는 온도는 212°F에서 발생합니다.

절대 온도 눈금 및 켈빈(K)

화씨 눈금과 달리 켈빈 눈금은 기준점에 의존하지 않는 절대 온도 눈금입니다 . 켈빈 척도의 0은 실제로 신체에 열 에너지가 없음을 나타냅니다. 1848년 William Thompson(Lord Kelvin, 따라서 이름)이 만들었으며, 그는 자신의 저울에 각 단위를 섭씨 온도와 같은 크기로 지정했습니다. 이렇게 하면 켈빈에서 섭씨로 변환하는 것이 훨씬 쉬워지지만 화씨에서 켈빈으로 변환하는 것은 조금 덜 쉬워집니다.

켈빈 척도의 온도 단위 켈빈(Kelvin)이며 기호는 K입니다 . 켈빈도라고 부르지 않으며 기호 °K도 아닙니다. 이는 상대 척도가 아니라 절대 척도이기 때문입니다. 예를 들어, 273K는 이백칠십삼도 켈빈이 아니라 이백칠십삼도 켈빈으로 읽습니다.

화씨 온도를 켈빈 온도로 변환하는 공식

화씨에서 켈빈으로의 변환은 일반적으로 간접적으로 수행되며 먼저 섭씨로 변환한 다음 켈빈으로 변환합니다. 그러나 여기서는 단계를 건너뛸 수 있는 더 빠르고 직접적인 방법을 제시합니다.

위에 표시된 기준 온도를 사용하고 물의 어는점이 273.15K(32°F에 해당)이고 끓는점이 373.15K(212°F에 해당)임을 알면 다음과 같이 추론할 수 있습니다. 각 켈빈 단위는 화씨 1.8 또는 9/5와 같습니다. 이러한 관찰은 화씨를 켈빈으로 변환하기 위한 다음 공식으로 요약됩니다.

화씨에서 켈빈으로 변환하는 공식

이 수식은 매우 간단하지만 9를 5로 나누어 분모의 십진수를 구하면 더 간단해질 수 있습니다. 이 경우 방정식은 다음과 같이 유지됩니다.

화씨에서 켈빈으로 변환하는 공식

두 공식에서 °F는 화씨 온도(변환하려는 온도)를 나타내고 K는 켈빈 온도(결정하려는 온도)를 나타냅니다.

따라서 °F를 K로 변환하는 것은 간단한 2단계 프로세스입니다.

1단계: 459.67로 화씨 온도를 더합니다.

2단계: 합계 결과를 1.8로 나눕니다.

화씨에서 켈빈으로의 변환 예

예 1:

98.6 °F인 평균 체온을 켈빈으로 변환하려고 합니다.

1단계: 수식에서 °F가 나타나는 곳에서 98.6을 대체합니다.

화씨에서 켈빈으로 변환하는 방법의 예

2단계: 분자를 더한 다음 결과를 1.8로 나누고 마지막으로 단위(K)를 배치합니다.

화씨에서 켈빈으로 변환하는 방법의 예

마지막으로 98.6°F는 310.15K입니다.

예 2:

이제 화씨 0도를 K로 변환한다고 가정합니다. 이전과 마찬가지로 이 온도를 공식에 대입하여 시작합니다.

화씨에서 켈빈으로 변환하는 방법의 예

그리고 두 가지 작업이 수행됩니다.

화씨에서 켈빈으로 변환하는 방법의 예

마지막으로 0°F는 255.37K입니다.

켈빈에서 화씨로의 역변환

반대 과정도 똑같이 간단합니다. 화씨 온도를 켈빈 온도로 변환하는 공식을 얻으려면 °F 방정식을 풀거나 지우기만 하면 됩니다. 결과는 다음과 같습니다.

켈빈에서 화씨로 변환하는 공식

이전과 유사한 방식으로 분수 사용을 피할 수도 있습니다. 결과는 다음과 같습니다.

켈빈에서 화씨로 변환하는 공식

전문가 팁

이러한 공식을 사용할 때 값을 바꿀 때 단위를 포함하는 것은 두 온도와 혼동을 일으킬 수 있으므로 권장하지 않습니다. 변환이 완료된 후에만 배치해야 합니다.

참조

브라운, T. (2021). 화학: 중앙 과학 (11판). 영국 런던: Pearson Education.

측정 결과의 수학적 처리. (n.d.). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1798 에서 가져옴

조치. (2020년 10월 30일). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1796 에서 가져옴

브리태니커 백과사전의 편집자. (2018년 10월 25일). 화씨 온도 눈금 | 정의, 공식 및 사실. https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale 에서 검색

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

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