تمهيد حول قياس درجة الحرارة
تُستخدم عدة وحدات قياس لدرجة الحرارة، أبرزها الدرجة المئوية (السيلزيوس)، والفهرنهايت، والكلفن. يعتمد النظام الدولي للوحدات وحدة الكلفن كوحدة أساسية، إلا أن الدرجة المئوية هي الأكثر شيوعًا في الاستخدام اليومي نظرًا لسهولتها. في المقابل، لا تزال الولايات المتحدة الأمريكية تعتمد نظام الفهرنهايت على نطاق واسع. تنطوي هذه الوحدات على اختلافات جوهرية، مما يستدعي استخدام معادلات تحويل محددة لضمان الدقة. فيما يلي، سنتناول هذه الوحدات بالتفصيل ونوضح كيفية التحويل بينها.
تعريف الوحدات: المئوية والفهرنهايتية
كما ذكرنا، هناك ثلاث وحدات رئيسية لقياس درجة الحرارة: الدرجة المئوية (السيلزيوس)، والفهرنهايت، والكلفن. سنقدم الآن تعريفًا لكل منها مع التركيز على كيفية التحويل بين الدرجة المئوية والفهرنهايت.
الدرجة المئوية (سيلزيوس)
تُعرف الدرجة المئوية، ويرمز لها بالرمز (°C)، بأنها جزء من مئة من الفرق بين درجة تجمد الماء ودرجة غليانه عند الضغط الجوي القياسي. قبل عام 1948، كانت تعرف باسم “سنتيغراد”. يعود تسميتها إلى عالم الفلك السويدي أندرس سلسيوس، الذي اقترح أن تكون درجة الصفر هي درجة تجمد الماء ودرجة المئة هي درجة غليانه. وقد اعتُمد اقتراحه لاحقًا في عام 1747. تستخدم الدرجة المئوية على نطاق واسع في وسائل الإعلام والإعلانات للتعبير عن درجة حرارة الجو، كما أنها شائعة الاستخدام في المجالات العلمية.
الفهرنهايت
الفهرنهايت، ويرمز لها بالرمز (°F)، هي وحدة أخرى لقياس درجة الحرارة. سُميت نسبةً إلى عالم الفيزياء الألماني دانيال غابرييل فهرنهايت عام 1724. لا تزال الفهرنهايت مستخدمة على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية، بينما تعتمد معظم دول العالم الدرجة المئوية.
الكلفن
الكلفن، ويرمز لها بالرمز (K)، هي الوحدة الثالثة، وقد سُميت تكريمًا لعالم الفيزياء والمهندس البريطاني اللورد كلفن. أوضح كلفن العلاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته المطلقة، حيث يزداد حجم الغاز بمقدار 1/273 عند زيادة درجة الحرارة بواحد كلفن. لا يشيع استخدام الكلفن في الحياة اليومية، بينما يظل السيلزيوس والفهرنهايت هما الأكثر انتشارًا. الصفر المطلق (0 كلفن) هو درجة الحرارة التي تتوقف عندها الجزيئات عن الحركة، ولا يمكن الوصول إليها علميًا.
آلية التحويل بين السيلزيوس والفهرنهايت
تربط علاقة رياضية بين درجة الحرارة المئوية (سيلزيوس) ودرجة الحرارة بالفهرنهايت، وهي كالتالي:
الدرجة بالفهرنهايت = (الدرجة بالسيلزيوس × 1.8) + 32
الدرجة بالسيلزيوس = (الدرجة بالفهرنهايت – 32) / 1.8
أمثلة عملية على التحويل بين المقاييس
مثال 1
إذا كانت درجة حرارة الجو في واشنطن 80.6 فهرنهايت، فما هي درجة الحرارة بالسيلزيوس؟
الحل:
الدرجة بالسيلزيوس = (الدرجة بالفهرنهايت – 32) / 1.8 = (80.6 – 32) / 1.8 = 48.6 / 1.8 = 27 درجة مئوية أو سيلزيوس.
مثال 2
قيست درجة الحرارة في غور الأردن فكانت 35 درجة سيلزيوس، فما هي درجة الحرارة بالفهرنهايت؟
الحل:
الدرجة بالفهرنهايت = (الدرجة بالسيلزيوس × 1.8) + 32 = (35 × 1.8) + 32 = 63 + 32 = 95 درجة فهرنهايت.
مثال 3
ما هي درجة غليان الماء بالفهرنهايت؟
الحل:
درجة غليان الماء بالسيلزيوس هي 100 درجة.
الدرجة بالفهرنهايت = (الدرجة بالسيلزيوس × 1.8) + 32 = (100 × 1.8) + 32 = 180 + 32 = 212 درجة فهرنهايت.
