Jak przekonwertować stopnie Fahrenheita na stopnie Celsjusza

Skala Fahrenheita jest, obok skali Celsjusza lub Celsjusza, jedną z najczęściej używanych skal temperatur. Jest to kwintesencja skali temperatury używanej w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i innych krajach stosujących imperialny system jednostek. Jest to również jedna z głównych jednostek temperatury stosowanych w większości gałęzi inżynierii. Mimo to w pozostałych częściach świata iw większości nauk używa się głównie skali Celsjusza.

To sprawia, że ​​możliwość konwersji stopni Fahrenheita na stopnie Celsjusza ma ogromne znaczenie dla każdego, kto studiuje nauki ścisłe lub inżynierię, bez względu na to, gdzie się znajduje.

Formuła do konwersji stopni Fahrenheita na stopnie Celsjusza

W przeciwieństwie do większości przeliczeń jednostek, które można osiągnąć przez pomnożenie przez prosty współczynnik przeliczeniowy, przeliczenie między temperaturą w stopniach Fahrenheita i Celsjusza wymaga użycia wzoru. Dzieje się tak, ponieważ obie są względnymi skalami temperatur i dodatkowo są ustalane w odniesieniu do różnych punktów odniesienia lub temperatur odniesienia. W rezultacie obie skale nie mają tego samego początku ani zera (0) na skali, więc nie tylko jedna jest przesunięta względem drugiej, ale także mają różne rozmiary stopni (tj. zmiana temperatury o 1 ° F nie odpowiada zmianie temperatury o 1 °C).

Rzeczywiście, stopnie Fahrenheita są mniejsze niż stopnie Celsjusza. Zmiana o 1 ° C jest równoważna zmianie o 9/5 lub 1,8 ° F, co sprawia, że ​​pierwsza jest prawie dwukrotnie większa od drugiej. Dodatkowo zero w skali Celsjusza lub Celsjusza, czyli temperatura topnienia wody, jest o 32°F powyżej zera w skali Fahrenheita, co odpowiada temperaturze równowagi mieszaniny wody, lodu i chlorku amonu.

Obserwacje te są podsumowane w następującym wzorze:

To równanie jest również często zapisywane jako:

W obu przypadkach °C reprezentuje temperaturę w stopniach Celsjusza, którą chcemy obliczyć, podczas gdy °F reprezentuje temperaturę w stopniach Fahrenheita, którą chcemy przeliczyć. 32 ma jednostki stopni Fahrenheita, aby móc odjąć je od temperatury, w której jest w tych samych jednostkach. W pierwszym wzorze stała 5/9 ma jednostki °C/°F, podczas gdy 1,8, które pojawia się jako mianownik w drugim wzorze, ma jednostki przeciwne, czyli °F/°C.

Kroki, aby przekonwertować stopnie Fahrenheita na stopnie Celsjusza

Biorąc pod uwagę powyższe wzory, możemy przeprowadzić konwersję stopni Fahrenheita na stopnie Celsjusza w dwóch prostych krokach, zgodnie z ogólną kolejnością działań matematycznych, a mianowicie rozwiązując najpierw działania zgrupowane w nawiasach, a następnie operacje zewnętrzne:

• Krok 1: odejmij temperaturę w stopniach Fahrenheita minus 32°F.
• Krok 2: Jeśli używasz pierwszego wzoru, pomnóż różnicę przez ułamek 5/9. Jeśli używasz drugiej formuły, podziel różnicę przez 1,8. W obu przypadkach wynik będzie dokładnie taki sam.

Przykłady konwersji stopni Fahrenheita na stopnie Celsjusza

Przykład 1:

Chcesz przekonwertować 180 °F na stopnie Celsjusza. Najpierw podstawmy do wzoru temperaturę, którą chcemy przeliczyć. W tym przykładzie użyjemy pierwszego:

Teraz wykonamy dwa powyższe kroki, czyli odejmiemy 180 – 32, co daje 148. Następnie mnożymy przez 5/9, aby uzyskać wynik końcowy, który wynosi 82,22 °C. To jest do powiedzenia:

Przeprowadźmy tę samą konwersję, ale teraz przy użyciu drugiej formuły. W tym przypadku odejmowanie jest takie samo, ale drugim krokiem jest podzielenie przez 1,8 zamiast mnożenia przez 5/9:

Jak możemy sprawdzić, oba wyniki są takie same.

Przykład 2:

Przeliczmy teraz zero na skali Fahrenheita, czyli temperaturę równowagi mieszaniny woda-lód-chlorek amonu, na stopnie Celsjusza.

Podobnie jak poprzednio, zaczynamy od podstawienia temperatury w stopniach Fahrenheita (w tym przypadku odpowiada ona 0), odjęcia, a następnie pomnożenia przez 5/9 lub podzielenia przez 1,8. Zróbmy to w pierwszy sposób:

Należy pamiętać, że temperatura, w której zaczyna się skala Fahrenheita, jest niższa od punktu zamarzania (lub topnienia) wody, czyli 0°C.

Przykład 3:

Teraz przeliczmy temperaturę ujemną, na przykład – 148 °F na stopnie Celsjusza:

Odwrotna konwersja: Celsjusza na Fahrenheita

Przeprowadzenie konwersji odwrotnej, czyli zamiany stopni Celsjusza na stopnie Fahrenheita, jest bardzo podobne do poprzedniego procesu. Potrzebujemy tylko odpowiedniego wzoru, który bardzo łatwo możemy uzyskać, rozwiązując temperaturę w stopniach Fahrenheita z wyżej wymienionych wzorów. Po wykonaniu tej czynności uzyskuje się następujące dwa równoważne wzory do konwersji stopni Celsjusza na stopnie Fahrenheita:

Lub alternatywnie:

Konwersja z Fahrenheita na inne jednostki

Oprócz stopni Celsjusza, stopnie Fahrenheita można przeliczyć na dwie inne jednostki temperatury bezwzględnej, powszechne zarówno w nauce, jak i inżynierii, skalę Kelvina i skalę Rankine’a. Można to zrobić za pomocą następujących dwóch wzorów:

Formuła do konwersji stopni Fahrenheita na Kelvina

Formuła do konwersji stopni Fahrenheita na stopnie Rankine’a

Jak możemy łatwo sprawdzić na podstawie tego ostatniego wzoru, temperatura w stopniach Fahrenheita odpowiadająca zeru absolutnemu (w stopniach Rankine’a, Kelvina lub dowolnej innej bezwzględnej jednostce temperatury) wynosi –459,67 ° F. W rzeczywistości, jeśli wstawimy tę temperaturę do wzoru na konwersję stopni Fahrenheita na Kelvina, wynikiem będzie 0, a jeśli wstawimy to do wzoru na konwersję na stopnie Celsjusza, wynikiem będzie –273,15 °C, co jest również temperaturą zero bezwzględne w tej skali temperatur.

Bibliografia

Redaktorzy Encyklopedii Britannica. (2018, 25 października). Skala temperatury Fahrenheita | Definicja, formuła i fakty. Pobrane z https://www.britannica.com/science/Fahrenheit-temperature-scale

nawrócony świat. (2022). Konwersja temperatury, stopni Fahrenheita na stopnie Celsjusza . https://www.convertworld.com/en/temperature/fahrenheit/fahrenheit-to-celsius.html

Konwersje metryczne. (2020a). Konwersja ze stopni Fahrenheita na stopnie Rankine’a . https://www.metric-conversions.org/en/temperature/fahrenheit-to-rankine.htm

Konwersje metryczne. (2020b). Fahrenheita na stopnie Celsjusza – ^lub konwersja F na ^lub C . https://www.metric-conversions.org/temperature/fahrenheit-to-celsius.htm