Калькуляторы
Перевод температуры из Фаренгейта в Цельсий, Кельвин
Перевод температуры: полное руководство
Температура — одна из основных физических величин, измеряемая в различных шкалах по всему миру. Перевод температуры из одной шкалы в другую является распространенной задачей в науке, технике, медицине, кулинарии и повседневной жизни. Чаще всего встречается необходимость перевода температуры в цельсия из других шкал или наоборот.
Калькуляторы перевода температуры
Онлайн калькуляторы перевода температуры
В этой статье мы подробно рассмотрим формулы перевода температуры между различными шкалами, предоставим таблицу перевода температуры из одной шкалы в другую, и объясним историю и особенности наиболее распространенных температурных шкал.
Шкалы измерения температуры
Существует несколько основных шкал измерения температуры, каждая из которых имеет свою историю и области применения. Шкала перевода температур является инструментом для сопоставления значений в разных системах измерения.
Основные шкалы измерения температуры:
Шкала Цельсия (°C)
Шкала Цельсия, предложенная шведским астрономом Андерсом Цельсием в 1742 году, изначально была основана на измерении температуры кипения и замерзания воды. По современному определению, точка замерзания воды при стандартном атмосферном давлении соответствует 0°C, а точка кипения воды — 100°C. Шкала Цельсия используется в большинстве стран мира для повседневных измерений температуры.
Шкала Фаренгейта (°F)
Шкала Фаренгейта, созданная немецким физиком Даниэлем Фаренгейтом в 1724 году, установила точку замерзания воды на уровне 32°F, а точку кипения — на уровне 212°F. Эта шкала до сих пор широко используется в США и некоторых других странах. Температура в фаренгейтах перевод в градусы Цельсия является одним из самых распространенных преобразований.
Шкала Кельвина (K)
Шкала Кельвина, предложенная британским физиком Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1848 году, является абсолютной шкалой температуры, начинающейся с абсолютного нуля — теоретической температуры, при которой прекращается тепловое движение молекул. Температура в кельвинах перевод в другие шкалы особенно важен в научных исследованиях. Нулевая точка по Кельвину соответствует -273.15°C или -459.67°F. Перевод температуры из градусов в кельвины часто используется в физике и инженерии.
Шкала Реомюра (°Ré)
Шкала Реомюра, созданная французским ученым Рене Антуаном Реомюром в 1730 году, определяет точку замерзания воды как 0°Ré, а точку кипения как 80°Ré. Эта шкала исторически использовалась в Европе, особенно во Франции и Германии, но сейчас применяется редко.
Шкала Ранкина (°R)
Шкала Ранкина, названная в честь шотландского инженера Уильяма Джона Ранкина, является абсолютной шкалой температуры, основанной на градусах Фаренгейта. Нуль по шкале Ранкина соответствует абсолютному нулю, а один градус Ранкина равен одному градусу Фаренгейта. Эта шкала иногда используется в инженерных расчетах в США.
Таблица перевода температур
Для быстрого перевода между различными шкалами температуры можно использовать таблицу перевода температуры. Ниже представлена таблица соответствия температур в наиболее распространенных шкалах:
| Цельсий (°C) | Фаренгейт (°F) | Кельвин (K) | Реомюр (°Ré) | Ранкин (°R) |
|---|---|---|---|---|
| -273.15 | -459.67 | 0 | -218.52 | 0 |
| -100 | -148 | 173.15 | -80 | 311.67 |
| -50 | -58 | 223.15 | -40 | 401.67 |
| -40 | -40 | 233.15 | -32 | 419.67 |
| -20 | -4 | 253.15 | -16 | 455.67 |
| 0 | 32 | 273.15 | 0 | 491.67 |
| 10 | 50 | 283.15 | 8 | 509.67 |
| 20 | 68 | 293.15 | 16 | 527.67 |
| 25 | 77 | 298.15 | 20 | 536.67 |
| 30 | 86 | 303.15 | 24 | 545.67 |
| 37 | 98.6 | 310.15 | 29.6 | 558.27 |
| 40 | 104 | 313.15 | 32 | 563.67 |
| 50 | 122 | 323.15 | 40 | 581.67 |
| 60 | 140 | 333.15 | 48 | 599.67 |
| 70 | 158 | 343.15 | 56 | 617.67 |
| 80 | 176 | 353.15 | 64 | 635.67 |
| 90 | 194 | 363.15 | 72 | 653.67 |
| 100 | 212 | 373.15 | 80 | 671.67 |
| 200 | 392 | 473.15 | 160 | 851.67 |
| 500 | 932 | 773.15 | 400 | 1391.67 |
| 1000 | 1832 | 1273.15 | 800 | 2291.67 |
Эта таблица перевода температуры по фаренгейту и другим шкалам позволяет быстро сравнить значения в разных системах измерения. Для более точных расчетов используйте формулы перевода температуры, описанные ниже.
Ключевые температурные точки
Существуют определенные значения температуры, которые имеют особое значение в науке и повседневной жизни:
| Физическое явление | Цельсий (°C) | Фаренгейт (°F) | Кельвин (K) |
|---|---|---|---|
| Абсолютный нуль | -273.15 | -459.67 | 0 |
| Замерзание ртути | -38.83 | -37.89 | 234.32 |
| Замерзание воды | 0 | 32 | 273.15 |
| Средняя температура тела человека | 36.6 | 97.88 | 309.75 |
| Кипение спирта | 78.37 | 173.07 | 351.52 |
| Кипение воды | 100 | 212 | 373.15 |
| Плавление олова | 231.9 | 449.42 | 505.05 |
| Плавление свинца | 327.5 | 621.5 | 600.65 |
| Плавление алюминия | 660.3 | 1220.54 | 933.45 |
| Плавление золота | 1064 | 1947.2 | 1337.15 |
| Плавление железа | 1538 | 2800.4 | 1811.15 |
Формула перевода температуры из Цельсия в Фаренгейт
Перевод температуры по шкале цельсия в шкалу Фаренгейта — одно из самых распространенных преобразований. Температура в фаренгейтах перевод в градусы цельсия осуществляется по следующим формулам:
Для обратного преобразования (перевод температуры из фаренгейта в цельсий) используется формула:
Пример 1: Перевести 25°C в градусы Фаренгейта
°F = (25 × 9/5) + 32 = 45 + 32 = 77°F
Пример 2: Перевести 98.6°F в градусы Цельсия
°C = (98.6 - 32) × 5/9 = 66.6 × 5/9 ≈ 37°C
Интересный факт: температура -40 градусов одинакова как в шкале Цельсия, так и в шкале Фаренгейта. Это единственная точка, где эти шкалы пересекаются.
Формула перевода температуры из Цельсия в Кельвины
Перевод температуры в кельвинах из шкалы Цельсия и обратно — важная операция в научных расчетах. Температура в кельвинах перевод в цельсии осуществляется по следующим формулам:
Для обратного преобразования (формула перевода температуры в кельвины) используется формула:
Пример 1: Перевести 0°C в кельвины
K = 0 + 273.15 = 273.15K
Пример 2: Перевести 300K в градусы Цельсия
°C = 300 - 273.15 = 26.85°C
Формула перевода температуры из Фаренгейта в Кельвины
Перевод температуры из фаренгейта в кельвины может быть выполнен как напрямую, так и через промежуточный перевод в градусы Цельсия. Прямые формулы следующие:
Для обратного преобразования:
Пример 1: Перевести 32°F в кельвины
K = (32 + 459.67) × 5/9 = 491.67 × 5/9 ≈ 273.15K
Пример 2: Перевести 310K в градусы Фаренгейта
°F = 310 × 9/5 - 459.67 = 558 - 459.67 ≈ 98.33°F
Число 459.67 часто округляют до 460 для упрощения расчетов.
Формулы перевода для других температурных шкал
Помимо основных шкал температуры, существуют и другие, менее распространенные. Вот формулы для перевода между различными шкалами:
Шкала Реомюра (°Ré)
Шкала Ранкина (°R)
Пример: Перевести 20°C во все другие шкалы
°F = (20 × 9/5) + 32 = 36 + 32 = 68°F
K = 20 + 273.15 = 293.15K
°Ré = 20 × 4/5 = 16°Ré
°R = 20 × 9/5 + 491.67 = 36 + 491.67 = 527.67°R
Температура тела
Температура тела перевод из одной шкалы в другую особенно важен в медицине, где точность измерений имеет решающее значение.
Нормальная температура тела человека составляет примерно:
- 36.6°C (с диапазоном 36.1-37.2°C)
- 97.9°F (с диапазоном 97.0-99.0°F)
- 309.8K (с диапазоном 309.3-310.4K)
Перевод температуры тела фаренгейта в цельсии особенно актуален при международных поездках и чтении медицинской литературы из разных стран.
Пример: В США врач зафиксировал температуру 101.3°F. Чему это соответствует по Цельсию?
°C = (101.3 - 32) × 5/9 = 69.3 × 5/9 ≈ 38.5°C
Это соответствует повышенной температуре тела (лихорадке).
Температура воздуха
Температура воздуха перевод между шкалами часто требуется при работе с метеорологическими данными из разных стран. В США и некоторых других странах температура воздуха обычно указывается в градусах Фаренгейта, в то время как большая часть мира использует шкалу Цельсия.
Пример: В прогнозе погоды для Нью-Йорка указано 86°F. Чему это соответствует по Цельсию?
°C = (86 - 32) × 5/9 = 54 × 5/9 = 30°C
Это соответствует жаркой летней погоде.
| Погодное условие | Цельсий (°C) | Фаренгейт (°F) |
|---|---|---|
| Экстремальный холод | ниже -30 | ниже -22 |
| Сильный мороз | -30 до -15 | -22 до 5 |
| Мороз | -15 до -5 | 5 до 23 |
| Около нуля | -5 до 5 | 23 до 41 |
| Прохладно | 5 до 15 | 41 до 59 |
| Комфортно | 15 до 25 | 59 до 77 |
| Тепло | 25 до 30 | 77 до 86 |
| Жарко | 30 до 35 | 86 до 95 |
| Очень жарко | 35 до 40 | 95 до 104 |
| Экстремальная жара | выше 40 | выше 104 |
Низкая температура перевод и высокая температура перевод между шкалами особенно важны при путешествиях между странами с разными системами измерения температуры, чтобы правильно подготовиться к местным погодным условиям.
Температура в кулинарии
В кулинарии точный перевод температуры особенно важен при использовании рецептов из разных стран, так как неправильная температура духовки или масла для жарки может существенно повлиять на результат.
| Кулинарный процесс | Цельсий (°C) | Фаренгейт (°F) |
|---|---|---|
| Медленная духовка | 120-150 | 250-300 |
| Средняя духовка | 150-180 | 300-350 |
| Горячая духовка | 180-230 | 350-450 |
| Очень горячая духовка | 230-260 | 450-500 |
| Точка дымления оливкового масла | 160-190 | 320-375 |
| Точка дымления подсолнечного масла | 230-250 | 440-485 |
| Карамелизация сахара | 160-170 | 320-340 |
Пример: В американском рецепте указана температура духовки 350°F. Чему это соответствует по Цельсию?
°C = (350 - 32) × 5/9 = 318 × 5/9 ≈ 177°C
Это соответствует средней температуре духовки.
Промышленная температура
В промышленности и научных исследованиях перевод температуры между различными шкалами необходим для правильной настройки оборудования и интерпретации результатов экспериментов.
| Промышленный процесс | Цельсий (°C) | Фаренгейт (°F) | Кельвин (K) |
|---|---|---|---|
| Криогенная обработка | -196 | -320.8 | 77.15 |
| Глубокая заморозка | -80 до -40 | -112 до -40 | 193.15 до 233.15 |
| Стандартная заморозка | -40 до -18 | -40 до 0 | 233.15 до 255.15 |
| Пастеризация | 63-72 | 145.4-161.6 | 336.15-345.15 |
| Стерилизация | 121 | 249.8 | 394.15 |
| Отжиг стали | 800-950 | 1472-1742 | 1073.15-1223.15 |
| Плавка алюминия | 660 | 1220 | 933.15 |
| Плавка стали | 1370-1530 | 2500-2790 | 1643.15-1803.15 |
Пример: Процесс термообработки требует 450°C. Чему это соответствует по Фаренгейту и Кельвину?
°F = (450 × 9/5) + 32 = 810 + 32 = 842°F
K = 450 + 273.15 = 723.15K
Сопротивление и температура
Перевод сопротивления в температуру — важная задача при работе с терморезисторами и датчиками температуры, основанными на изменении электрического сопротивления материала.
Для платиновых термодатчиков (типа Pt100) при температуре 0°C сопротивление составляет 100 Ом, и оно изменяется примерно на 0.385 Ом на градус Цельсия. Формула перевода:
где:
- T — температура в градусах Цельсия
- R — измеренное сопротивление в Омах
- R₀ — сопротивление при 0°C (100 Ом для Pt100)
- α — температурный коэффициент сопротивления (0.00385 Ом/Ом/°C для платины)
Пример: Датчик Pt100 показывает сопротивление 138.5 Ом. Чему соответствует эта температура?
T = (138.5 - 100) / (0.00385 × 100) = 38.5 / 0.385 = 100°C
Давление и температура
Перевод давления в температуру и наоборот основывается на законах идеального газа, которые устанавливают связь между этими физическими величинами.
Согласно закону Гей-Люссака, при постоянном объеме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:
где:
- P₁ и P₂ — давления газа в начальном и конечном состояниях
- T₁ и T₂ — температуры газа в Кельвинах в начальном и конечном состояниях
Пример: Давление газа при температуре 20°C (293.15K) составляет 1 атмосферу. Каким будет давление при 100°C (373.15K), если объем не меняется?
P₂ = 1 атм × (373.15K / 293.15K) = 1 атм × 1.273 = 1.273 атм
Плотность и температура
Перевод плотности по температуре необходим при работе с жидкостями, особенно с нефтепродуктами, плотность которых существенно зависит от температуры.
Перевод плотности нефтепродуктов в зависимости от температуры осуществляется по формуле:
где:
- ρₜ — плотность при температуре t°C
- ρ₁₅ — плотность при стандартной температуре 15°C
- β — температурный коэффициент объемного расширения (для бензина примерно 0.001 1/°C)
- t — температура, для которой определяется плотность
Пример: Плотность бензина при 15°C составляет 750 кг/м³. Чему равна его плотность при 30°C?
ρ₃₀ = 750 / (1 + 0.001 × (30 - 15)) = 750 / (1 + 0.015) = 750 / 1.015 ≈ 738.9 кг/м³
Энергия и температура
Перевод энергии в температуру часто требуется в термодинамике и статистической физике. Согласно принципам термодинамики, температура является мерой средней кинетической энергии частиц вещества.
Для одноатомного идеального газа связь между средней кинетической энергией и температурой выражается формулой:
где:
- E — средняя кинетическая энергия одной молекулы
- k — постоянная Больцмана (1.380649 × 10^-23 Дж/К)
- T — абсолютная температура в Кельвинах
Пример: Средняя кинетическая энергия молекул газа составляет 6.21 × 10^-21 Дж. Чему равна температура газа?
T = E / ((3/2) × k) = 6.21 × 10^-21 / ((3/2) × 1.380649 × 10^-23) ≈ 300K = 26.85°C
Заключение и отказ от ответственности
В данной статье мы рассмотрели различные аспекты перевода температуры между разными шкалами, предоставили формулы перевода температуры, таблицу перевода температуры, а также калькуляторы для быстрого и точного перевода температуры онлайн.
Мы также рассмотрели связь температуры с другими физическими величинами, такими как давление, плотность, сопротивление и энергия, и привели формулы для соответствующих преобразований.
Отказ от ответственности: Данная статья предназначена только для ознакомительных целей. Несмотря на то, что мы стремились предоставить точную и актуальную информацию, автор и издатель не несут ответственности за любые ошибки, неточности или устаревшие данные. Для критически важных и точных расчетов рекомендуется проконсультироваться с профильными специалистами или использовать сертифицированные средства измерения и преобразования температуры.
Источники информации:
- Международное бюро мер и весов (BIPM) - www.bipm.org
- Международная организация законодательной метрологии (OIML) - www.oiml.org
- Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) - www.nist.gov
- Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) - www.rst.gov.ru
