מה ההבדל בין צלזיוס ופרנהייט? ומה זה קלווין?

סולם מעלות צלזיוס

Celsius או צלזיוס הוא סולם טמפרטורות שבעבר היה ידוע בשם בסולם סנטיגרדה. (השם Centigrade נגזר מן המילה הלטינית מאה – כלומר "מאה מעלות"). כאשר אנדרס צלזיוס – אסטרונום שוודי – יצר את קנה המידה המקורי שלו בשנת 1742 הוא בחר באופן בלתי מוסבר ב 0 מעלות לנקודת הרתיחה ו -100 מעלות לנקודת הקיפאון. כעבור שנה הציע הצרפתי ז'אן פייר כריסטין גרסה הפוכה של נקודת הקפאה – 0 מעלות , נקודת רתיחה 100 מעלות . הוא כינה אותו "סנטיגרדה". בשנת 1948, על פי הסכם בינלאומי, הסולם מותאם של כריסטין נודע בשם צלזיוס לכבד את המדען השוודי. הסמל של צלזיוס הוא ° C , ומשתמשים בו כאשר רוצים לתאר מעלה. לדוגמא, הטמפרטורה בחוץ היא 25 מעלות צלזיוס(25° C ).

עד 1954, 0 מעלות בסולם צלזיוס הוגדר כנקודת ההתכה של קרח למים ו -100 מעלות צלזיוס הוגדר כנקודת הרתיחה של מים בלחץ של אטמוספירה אחת (זה לחץ האוויר בכדור הארץ) ; אמנם זה קרוב מאוד למה שנלמד היום בבתי הספר אבל זה לא ממש מדוייק. האמת היא, שהיחידה "מעלות צלזיוס" וסולם צלזיוס כיום, מוגדר על פי הסכם בינלאומי,  על ידי שתי נקודות שונות: ה״אפס המוחלט״, והנקודה המשולשת של מים שזהו המצב בו חומר יכול להיות בשלושת מצבי הצבירה במקביל (למתקדמים: הנקודה המשולשת של המים היא בטמפרטורה של 273.16 קלווין (או 0.01 מעלות צלזיוס) ולחץ של 611.2 פסקל (כ-0.006 אטמוספירות). צפיפות המים, שהיא קבועה, היא כ-1000 קילוגרם למטר מעוקב) .

סולם מעלות פרנהייט

פרנהייט הוא מדד טמפרטורה הנקרא על שם הפיזיקאי הגרמני ההולנדי דניאל גבריאל פרנהייט (1686-1736), שהציע אותו ב -1724. בסולם זה, נקודת הקיפאון של המים היא 32 מעלות פרנהייט (כתוב "32 ° F"), נקודת הרתיחה היא 212 מעלות, הרציונל היה שנקודות הרתיחה והקפאון יהיו בדיוק 180 מעלות זו מזו.

הגבול האחר שנקבע היה ההערכה הטובה ביותר שלו לטמפרטורת גוף האדם הממוצעת (נקבעה ל 96 מעלות צלזיוס; כ -2.6 מעלות צלזיוס פחות מהערך המודרני עקב הגדרה מחודשת של הסולם). עם זאת, הוא ציין נקודה אמצעית של 32 מעלות צלזיוס, שתוגדר לטמפרטורת מי הקרח.

דניאל פרנהייט ביצע שתי פריצות דרך מהפכניות בתולדות התרמומטריה. הוא המציא את מדחום הכספית בזכוכית (מדחום מעשי, מדויק ומעשי בשימוש נרחב) ואת סולם פרנהייט. הידוע כסולם הטמפרטורות הסטנדרטי הראשון שנמצא בשימוש נרחב, אם כי השימוש בו מוגבל כיום.

זהו סולם הטמפרטורות הרשמי בארצות הברית מדינות במערב האוקיאנוס השקט (פלאו, מיקרונזיה ואיי מרשל), איי קיימן וליבריה. פרנהייט משמש לצד סולם צלזיוס באנטיגואה וברבודה ובאיים אחרים המשתמשים באותו שירות מטאורולוגי, כמו סנט קיטס ונוויס, איי בהאמה ובליז. קומץ טריטוריות בריטניה מעבר לים עדיין משתמשות בשני הסולמות, כולל איי הבתולה הבריטיים, מונסרט, אנגווילה וברמודה.

כל שאר מדינות העולם משתמשות כיום באופן רשמי בסולם צלזיוס, השם שניתן לסולם הטמפרטורות בשנת 1948 לכבודו של האסטרונום השבדי אנדרס צלסיוס.

כמה זה 0 מעלות פרנהייט?

0 מעלות פרנהייט = -17.7778- (מינוס) מעלות צלזיוס

סולם מעלות קלווין

הגדרה של סולם צלזיוס קובעת במדויק גם את סולם קלווין, שהיא יחידת הבסיס של טמפרטורה (סמל: K). ה״אפס המוחלט״ הוא הטמפרטורה שבה לא נשארת אנרגיית חום בחומר, ומוגדרת כ-0 מעלות קלווין או -273.16 מעלות צלזיוס. המשמעות היא שמעלת צלזיוס שווה למעלת קלווין.

נוסחת הקשר בין סולם קלווין סולם פרנהייט וסולם צלזיוס:

K = (F + 459.67) ÷ 1.8

° F = (K × 9/5) – 459.67

K = ° C + 273.15

° C = K – 273.15

בסולם צלזיוס, נקודות הקפאה וההרתחה של המים הן בדיוק 100 מעלות זו מזו, כך שהיחידה של סולם פרנהייט, מעלת פרנהייט, היא 5/9 של מעלת צלזיוס.

סולם פרנהייט מתאחד עם סולם צלזיוס ב 40- מעלות פרנהייט, אשר זו אותה טמפרטורה  40- מעלות צלזיוס.

סולם פרנהייט היתה תקן הטמפרטורה העיקרי למטרות אקלימיות, תעשייתיות ורפואיות ברוב המדינות דוברות האנגלית עד שנות השישים של המאה ה20. בשלהי שנות השישים והשבעים, סולם הצלזיוס (לשעבר סנטיגרדה) ​​הוחלף על ידי ממשלות כחלק מתהליך הסטנדרטיזציה של המדידה.

השימוש בסולם מעלות פרנהייט

בארצות הברית מערכת פרנהייט ממשיכה להיות תקן מקובל לשימוש לא מדעי. כל המדינות האחרות אימצו צלזיוס כמדד הראשי בשימוש. פרנהייט משמש לעתים נדירות מבוגרים במדינות דוברות אנגלית, במיוחד למדידת טמפרטורות גבוהות. הממלכה המאוחדת עברה לשימוש כמעט לחלוטין בסולם צלסיוס מאז שנות ה -70, למעט כמה שידור ופרסומים שעדיין נוטים לצטט טמפרטורות  בפרנהייט בתחזיות מזג האוויר, לטובת הדורות שנולדו לפני 1950. מדחום טמפרטורת האוויר נמכר עדיין להראות את שני הסולמות מאותה סיבה.

תומכי פרנהייט טוענים שהפופולריות המוקדמת שלה נובעת מהיותה של פרנהייט יותר ״ידידותית״. יחידת המדידה, בהיותה רק 5/9 בגודל של צלזיוס, מאפשרת תקשורת מדויקת יותר של מדידות מבלי להזדקק לשברים או ספרות אחרי הנקודה. כמו כן, מזג האוויר סביב אזורים מיושבים ביותר בעולם נוטה לא להיות הרבה מעבר לטווח של 0 ° F עד 100 ° F: לכן, סולם פרנהייט ישקף את טמפרטורות הסביבה יותר טוב. כמו כן, ישנה טענה ששינוי הטמפרטורה הקטן ביותר שאדם יכול לחוש בו הוא בממוצע מעלה אחת פרנהייט; כלומר, האדם הממוצע יכול רק לזהות הבדל טמפרטורה של מעלה אחת.

אבל רוב תומכי צלסיוס טוענים שהמערכת שלהם טבעית יותר ומתאימה יותר לעולם של החלוקה ל100.