حسابات و أنظمة قياس درجة الحرارة

مقدمة

تعتبر درجة الحرارة من بين القياسات الأساسية التي تؤثر على حياتنا اليومية بشكل كبير. نراقبها باستمرار، سواء كان ذلك في فصل الصيف الحار أو في الشتاء البارد، لتقييم مدى الدفء أو البرودة في البيئة المحيطة بنا. إنها تعكس حالة المادة ومدى نشاط جزيئاتها، وتساعدنا في فهم التغيرات الجوية واتخاذ القرارات المناسبة بناءً عليها. سنتناول في هذا المقال طرق التحويل بين مقياسي الفهرنهايت والمئوية.

مقاييس الحرارة المختلفة

توجد ثلاثة مقاييس رئيسية تُستخدم لقياس درجة الحرارة، وتختلف هذه المقاييس في نطاقاتها ونقاطها المرجعية. يعتمد اختيار المقياس المناسب على السياق الجغرافي والعلمي.

• الكلفن (Kelvin): يستخدم بشكل أساسي في المجالات العلمية والأبحاث.
• الدرجة المئوية (Celsius): شائع الاستخدام في معظم دول العالم، وخاصة في أوروبا وآسيا وأفريقيا.
• الفهرنهايت (Fahrenheit): يستخدم بشكل رئيسي في الولايات المتحدة الأمريكية وبعض الدول الأخرى.

نبذة عن أنظمة قياس درجة الحرارة

لكل نظام قياس تاريخه وتعريفه الخاص:

• نظام الفهرنهايت: تم تطويره في أوائل القرن الثامن عشر على يد العالم الألماني دانيال فهرنهايت. في هذا النظام، تعتبر درجة تجمد الماء 32 درجة فهرنهايت، بينما درجة غليانه 212 درجة فهرنهايت. تم تقسيم المسافة بين هاتين الدرجتين إلى 180 جزءًا متساويًا.
• النظام المئوي (سيلزيوس): تم اقتراحه بعد نظام الفهرنهايت بحوالي عشرين عامًا من قبل العالم السويدي أندرس سلسيوس. يعتمد هذا النظام على اعتبار درجة تجمد الماء 0 درجة مئوية ودرجة غليانه 100 درجة مئوية، وتقسيم المسافة بينهما إلى 100 جزء متساوٍ.
• نظام كلفن: يعتبر نظام كلفن وحدة القياس الأساسية لدرجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات (SI). تم تطوير هذا النظام بناءً على مفهوم الصفر المطلق، حيث تتوقف حركة الجزيئات تمامًا عند درجة حرارة -273.15 درجة مئوية. هذه الدرجة هي بداية مقياس كلفن.

إجراء التحويل من فهرنهايت إلى مئوية

تم اشتقاق علاقة رياضية تربط بين نظام الفهرنهايت والنظام المئوي بناءً على الأبحاث العلمية:

ف° = 1.8 X س° + 32°

أو

س° = 0.556 X (ف° – 32°)

حيث:

• ف°: درجة الحرارة بالفهرنهايت.
• س°: درجة الحرارة بالمئوية.

مثال 1: تحويل -40 درجة فهرنهايت إلى درجة مئوية:

ف° = ( 1.8 × -40° ) + 32°

ف° = -72° + 32°

ف° = -40 فهرنهايتي

هذه هي الدرجة الوحيدة التي تتساوى فيها قراءة الفهرنهايت مع المئوية.

مثال 2: إذا كانت درجة حرارة اليوم 100 فهرنهايت، فما هي درجة الحرارة بالنظام المئوي؟

س° = 0.556 × ( 100° – 32° )

س° = 0.556 × 68

س° = 37.8° درجة مئوية