Цельсій, Фаренгейт і Кельвін: пояснення
Температура — одне з небагатьох вимірювань, де не можна просто помножити на коефіцієнт, щоб виконати переведення. Цельсій, Фаренгейт і Кельвін кожен починає відлік від іншого нуля, а у двох із трьох випадків мають градуси різного розміру. Щойно ви зрозумієте, де починається кожна шкала і наскільки великий її градус, формули переведення стають цілком зрозумілими.
Шкала Цельсія
Цельсій — це повсякденна шкала для більшості світу. Вона прив’язана до води за стандартного атмосферного тиску: 0 градусів Цельсія — це точка замерзання, а 100 градусів Цельсія — точка кипіння. Цей чіткий діапазон від 0 до 100 робить Цельсій інтуїтивно зрозумілим і для погоди, і для кулінарії, і для науки. Комфортна кімната має приблизно 20–22 градуси Цельсія, а нормальна температура тіла людини становить близько 37 градусів Цельсія.
Шкала Фаренгейта
Фаренгейт — це стандартна шкала для повсякденного використання у Сполучених Штатах. За цією шкалою вода замерзає при 32 градусах і кипить при 212 градусах, тож той самий діапазон води охоплює 180 градусів, а не 100. Це означає, що градус Фаренгейта менший за градус Цельсія: кожен градус Цельсія дорівнює 1.8 градуса Фаренгейта. Температура тіла становить близько 98.6 градуса Фаренгейта, а теплий літній день може показувати 86 градусів Фаренгейта.
Шкала Кельвіна
Кельвін — це шкала фізики та хімії. Її градуси мають точно такий самий розмір, як градуси Цельсія, але вона починається від абсолютного нуля — найхолоднішої фізично можливої температури, за якої рух молекул є мінімальним. Абсолютний нуль — це 0 Кельвінів, що дорівнює мінус 273.15 градуса Цельсія. Оскільки Кельвін ніколи не буває від’ємним, він ідеально підходить для рівнянь, де температура має бути додатною величиною. Зауважте, що значення в Кельвінах пишуться без слова «градус»: кажуть 300 Кельвінів, а не 300 градусів Кельвіна.
Опорні точки поруч
Якщо вишикувати ті самі фізичні події за всіма трьома шкалами, взаємозв’язки стають очевидними:
- Абсолютний нуль: -273.15 C = -459.67 F = 0 K
- Вода замерзає: 0 C = 32 F = 273.15 K
- Кімнатна температура: близько 21 C = близько 70 F = близько 294 K
- Температура тіла: 37 C = 98.6 F = 310.15 K
- Вода кипить: 100 C = 212 F = 373.15 K
Формули переведення
Ось точні формули. Зверніть увагу, що переведення між Цельсієм і Фаренгейтом потребує і множення (бо градуси різного розміру), і додавання (бо нулі різні), тоді як Цельсій і Кельвін потребують лише додавання.
- Цельсій у Фаренгейт: F = (C x 9/5) + 32
- Фаренгейт у Цельсій: C = (F - 32) x 5/9
- Цельсій у Кельвін: K = C + 273.15
- Кельвін у Цельсій: C = K - 273.15
- Фаренгейт у Кельвін: K = (F - 32) x 5/9 + 273.15
Розв’язані приклади
Переведемо нормальну температуру тіла 37 градусів Цельсія в дві інші шкали крок за кроком.
- У Фаренгейт: помножте 37 на 9/5, щоб отримати 66.6, потім додайте 32, щоб отримати 98.6 градуса Фаренгейта.
- У Кельвін: додайте 273.15 до 37, щоб отримати 310.15 Кельвіна.
Тепер у зворотному напрямку. Припустімо, що в зведенні погоди США вказано 68 градусів Фаренгейта, а ви хочете отримати Цельсій. Відніміть 32, щоб отримати 36, потім помножте на 5/9, щоб отримати 20 градусів Цельсія — приємну кімнатну температуру.
Зручний прийом для усного підрахунку
Для швидкої оцінки переведення з Фаренгейта в Цельсій без калькулятора відніміть 30 і поділіть результат навпіл. Показник 70 градусів Фаренгейта стає приблизно (70 - 30) / 2 = 20 градусів Цельсія, що дуже близько до точної відповіді. Щоб перейти з Цельсія у Фаренгейт, подвойте значення в Цельсіях і додайте 30. Ці прийоми достатньо точні для повсякденної погоди, але їх не слід використовувати, коли важлива точність.
Коли точність має значення
Кулінарія, медицина та лабораторна робота залежать від того, щоб температура була абсолютно правильною, а прийоми усного підрахунку можуть помилятися на кілька градусів. Коли число має значення, використовуйте точні формули або довірте їх конвертеру. Наш конвертер температури застосовує ці формули точно й миттєво перемикається між Цельсієм, Фаренгейтом і Кельвіном, тож ви можете зосередитися на результаті, а не на обчисленнях.