ฟาเรนไฮต์
ตัวย่อ / สัญลักษณ์:
℉
การใช้ทั่วโลก:
สเกลวัดฟาเรนไฮต์ถูกแทนที่ด้วยสเกลวัดเซสเซียสในประเทศส่วนใหญ่ในระหว่างช่วงกลางจนถึงช่วงปลายศตวรรษที่ 20 แม้ว้าฟาเรนไฮต์ยังคงเป็นสเกลวัดอย่างเป็นทางการของสหรัฐอมริกา, หมู่เกาะเคย์แมน และเบลีซ
แคนาดายังคงใช้ฟาเรนไฮต์เป็นสเกลวัดเพิ่มที่สามารถใช้ควบคู่ไปกับเซสเซียว และในอังกฤษสเกลวัดฟาเรนไฮต์ยังคงใช้กันอย่างไม่เป็นทางการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการแสดงอากาศร้อน (แม้ว่า อากาศเย็นจะยังคงแสดงสเกลวัดเป็นเซสเซียสโดยทั่วไปด้วย)
นิยาม:
ฟาเรนไฮต์เป็นระบบการวัดอุณหภูมิแบบอุณหพลศาสตร์ ซึ่งจุดเหยือกแข็งของน้ำอยู่ที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) และจุดเดือดอยู่ที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ (ที่ความดันอากาศมาตรฐาน) สิ่งนี้จะอยู่ในจุดเดือดและจุดเหยือกแข็งของน้ำประมาณ 180 องศาแยกจากกันอย่างชัดเจน ดังนั้น องศาของระบบการวัดฟาเรนไฮต์อยู่ที่ 1/180 ของช่องว่างหระหว่างจุดเหยือกแข็งและจุดน้ำเดือด อนึ่ง ศูนย์สัมบูรณ์จะถูกกำหนดให้อยู่ที่ -459.67 องศาฟาเรนไฮต์ (°F)
ความแตกต่างของอุณหภูมิ 1 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) จะเทียบเท่ากับความแตกต่างของอุณหภูมิที่ 0.556 องศาเซสเซียส (°C)
แหล่งกำเนิด:
ใช้ขึ้นในปี ค.ศ. 1724 และได้ชื่อหลังจากนั้น นักฟิสิกส์ชาวเยรมัน ชื่อ Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) โดยฟาเรนไฮต์เป็นผู้บุกเบิกการผลิตเทอร์โมมิเตอร์ด้วยการใช้ปรอท ได้กำหนดให้ 0°F เป็นอุณหภูมิที่เสถียรเมื่อเทียบเท่ากับจำนวนของน้ำแข็ง น้ำ และเกลือที่ผสมกัน จากนั้น เขากำหนดให้ 96°F เป็นอุณหภูมิ "เมื่อเทอร์โมมิเตอร์อยู่ในช่องปาก หรืออยู่ภายใต้รักแร้ของมนุษย์ที่มีชีวิตและมีสุขภาพดี"
ผลที่ตามมาคือ อุณหภูมิเยือกแข็งของน้ำถูกกำหนดใหม่ให้ชัดเจนที่ 32°F และอุณหภูมิของร่างกายปกติของมนุษย์อยู่ที่ 98.6°F
อ้างอิงทั่วไป:
ศูนย์สัมบูรณ์ -459.67°F
จุดเหยือกแข็งของน้ำ 32°F
วันที่อุ่นของฤดูร้อยมีอุณหภูมิอยู่ที่ 72°F
อุณหภูมิร่างกายตามปกติของมนุษย์ 98.6 ฟาเรนไฮต์
จุดน้ำเดือนที่ชั้นบรรยากาศชั้นที่ 1 อยู่ที่ 212°F
การใช้เนื้อหา:
สเกลวัดฟาเรนไฮต์ถูกแทนที่ด้วยสเกลวัดเซสเซียสในประเทศส่วนใหญ่ในระหว่างช่วงกลางจนถึงช่วงปลายศตวรรษที่ 20 แม้ว้าฟาเรนไฮต์ยังคงเป็นสเกลวัดอย่างเป็นทางการของสหรัฐอมริกา, หมู่เกาะเคย์แมน และเบลีซ
แคนาดายังคงใช้ฟาเรนไฮต์เป็นสเกลวัดเพิ่มที่สามารถใช้ควบคู่ไปกับเซสเซียว และในอังกฤษสเกลวัดฟาเรนไฮต์ยังคงใช้กันอย่างไม่เป็นทางการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการแสดงอากาศร้อน (แม้ว่า อากาศเย็นจะยังคงแสดงสเกลวัดเป็นเซสเซียสโดยทั่วไปด้วย)
ทำไมคุณไม่สามารถลงต่ำกว่า -459.67 องศาฟาเรนไฮต์ได้?:
อุณหภูมิ -459.67°F หรือที่เรียกว่าศูนย์สมบัติเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดในเกณฑ์ฟาเรนไฮต์ ในอุณหภูมินี้การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดหยุดลงและสารมีพลังงานขั้นต่ำสุด ศูนย์สมบัติเป็นแนวคิดพื้นฐานในฟิสิกส์และเทียบเท่ากับ -273.15°C ในเกณฑ์เซลเซียส
ในเกณฑ์ฟาเรนไฮต์ แต่ละองศาถูกกำหนดให้เป็น 1/180 ของความแตกต่างระหว่างจุดแข็งและจุดเดือดของน้ำ ดังนั้น การลดลงไปต่ำกว่า -459.67°F จะแสดงถึงการลดลงไปต่ำกว่าศูนย์สมบัติ ซึ่งไม่เป็นไปตามทฤษฎีทางเทอมโมไดนามิกส์ นั่นหมายความว่าการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะหยุดลง ซึ่งขัดขวางกับหลักการพื้นฐานของเทอมโมไดนามิกส์ ดังนั้น -459.67°F แทนขีดจำกัดล่างของเกณฑ์ฟาเรนไฮต์ ที่อุณหภูมิไม่สามารถวัดได้เกินไป
การลงไปต่ำกว่า -459.67°F หรือ 0R เป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้เพราะมันขัดแย้งกับกฎของเทอร์โมไดนามิกส์ พลังงานของอนุภาคในวัตถุลดลงเนื่องจากพวกเขาสูญเสียพลังงานเคอร์เน็ติกและความสามารถในการเคลื่อนที่ของพวกเขา ที่อุณหภูมิเฉพาะเจาะจง อนุภาคไม่มีพลังงานให้สละออก ทำให้การลดอุณหภูมิต่อไปเป็นไปไม่ได้เนื่องจากนี้จะต้องการพวกเขามีพลังงานลบซึ่งเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้
มีเกณฑ์อุณหภูมิฟาเรนไฮต์แบบแน่นอนหรือไม่?:
ในเกณฑ์ฟาเรนไฮต์ จุดแข็งของน้ำถูกกำหนดให้เป็น 32 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) และจุดเดือดของน้ำถูกกำหนดให้เป็น 212 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) ทั้งคู่ที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน จุดอ้างอิงเหล่านี้เริ่มต้นจากจุดแข็งและจุดเดือดของสารผสมระหว่างน้ำ น้ำแข็ง และเกลือ อย่างไรก็ตาม เกณฑ์ฟาเรนไฮต์ไม่มีจุดอ้างอิงที่คงที่ที่สอดคล้องกับศูนย์สมบัติ ซึ่งเป็นจุดที่การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดหยุดลง
มาตราฐานแรงก์กีนเป็นมาตราฐานอุณหภูมิแบบสัมบูรณ์ หมายความว่ามันเริ่มต้นที่ศูนย์สมบูรณ์ ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ แต่ใช้หน่วยวัดอุณหภูมิเดียวกันกับฟาเรนไฮต์
ในการแปลงหน่วยระหว่าง Rankine และ Fahrenheit คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้ได้: °F = °R - 459.67
สูตรนี้ลบ 459.67 จากอุณหภูมิแบบแรงก์กีนเพื่อหาอุณหภูมิแบบฟาเรนไฮต์ที่เทียบเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณมีอุณหภูมิแบบแรงก์กีน 500 คุณสามารถแปลงเป็นฟาเรนไฮต์ได้โดยการลบ 459.67 จะได้อุณหภูมิ 40.33 องศาฟาเรนไฮต์