درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجزيئات في مادة ما. هناك عدة مقاييس لدرجة الحرارة تُستخدم حول العالم، حيث تعد مقياس سيليزية وفهرنهايت الأكثر شيوعاً في الاستخدام اليومي، بينما يُعتبر مقياس كلفن هو المعيار في السياقات العلمية.
مقياس فهرنهايت هو مقياس حراري ديناميكي طوره العالم الألماني دانيال غابرييل فهرنهايت في عام 1724. في هذا المقياس:
مقياس سيليزية، والمعروف سابقاً باسم مقياس المئة الدرجات، طوره العالم السويدي أندرس سيليزية في عام 1742. في هذا المقياس:
مقياس كلفن هو الوحدة الأساسية لدرجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات (SI). إنه مقياس حراري ديناميكي مطلق:
مقياس رانكين يُستخدم بشكل أقل شيوعاً ولكنه مقياس حرارة مطلق مبني على مقياس فهرنهايت:
سيليزية = (فهرنهايت - 32) × 5/9 أو سيليزية = (فهرنهايت - 32) / 1.8
فهرنهايت = (سيليزية × 9/5) + 32 أو فهرنهايت = (سيليزية × 1.8) + 32
كلفن = سيليزية + 273.15
سيليزية = كلفن - 273.15
كلفن = (فهرنهايت - 32) × 5/9 + 273.15
فهرنهايت = (كلفن - 273.15) × 9/5 + 32
سيليزية = (فهرنهايت - 32) / 1.8سيليزية = (32 - 32) / 1.8سيليزية = 0 / 1.8سيليزية = 0
فهرنهايت = (سيليزية × 1.8) + 32فهرنهايت = (100 × 1.8) + 32فهرنهايت = 180 + 32فهرنهايت = 212
كلفن = سيليزية + 273.15كلفن = 0 + 273.15كلفن = 273.15
تحويل فهرنهايت إلى سيليزية صعب للقيام به في الذهن، ولكن التحويل التقريبي من °F إلى °C سهل فعلاً - فقط اطرح 30 من قيمة فهرنهايت ثم اقسمها على اثنين. يجب أن يكون هذا دقيقاً بشكل معقول لدرجات حرارة الطقس.
على سبيل المثال:
لتحويل سيليزية إلى فهرنهايت تقريبياً، اضرب قيمة سيليزية في اثنين وأضف 30.
على سبيل المثال:
فهرنهايت وسيليزية هما مقياسا درجة الحرارة الأكثر شيوعاً في جميع أنحاء العالم.
طور مقياس فهرنهايت العالم الفيزيائي الألماني دانيال غابرييل فهرنهايت في أوائل القرن الثامن عشر، ويُستخدم على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية، وبدرجة أقل في بعض البلدان الأخرى مثل المملكة المتحدة وأيرلندا. تم تعيين نقطة تجمد الماء عند 32 درجة ونقطة غليان الماء عند 212 درجة.
مقياس سيليزية، والمعروف أيضاً باسم سنتيغراد في بعض الأماكن، يُستخدم في معظم أنحاء العالم لقياس درجة الحرارة. أنشأه العالم الفلكي السويدي أندرس سيليزية في منتصف القرن الثامن عشر، حيث تم تحديد نقطة تجمد الماء كـ 0 درجة مئوية بينما نقطة غليان الماء هي 100 درجة مئوية.
يُقبل مقياس سيليزية بشكل عام أكثر من مقياس فهرنهايت على المستوى العالمي. رغم ذلك، لا يزال مقياس فهرنهايت يُستخدم بشكل شائع لتقارير الطقس والطبخ والمراجع اليومية في الولايات المتحدة الأمريكية.
يمكن أن يكون التحويل بين فهرنهايت وسيليزية صعباً لأن كل مقياس حرارة له نقاط بداية مختلفة وفترات زمنية مختلفة بين كل درجة.
في مقياس فهرنهايت، نقطة تجمد الماء عند 32 درجة F ونقطة غليان الماء عند 212 درجة F. وهذا يعني أن هناك 180 درجة بين هاتين النقطتين. أما سيليزية فنقطة تجمد الماء عند 0 درجة C ونقطة الغليان عند 100 درجة C مما يجعل الفترة بين النقطتين 100 درجة.
مزيج هذه الاختلافات يجعل التحويل بين فهرنهايت وسيليزية أكثر تعقيداً.
لتحويل فهرنهايت إلى سيليزية، يجب عليك أولاً طرح 32 من قيمة فهرنهايت ثم قسمة النتيجة على 1.8 (أو 5/9). يمكن أن يجعل هذا التحويل من الصعب إجراؤه في الذهن دون استخدام آلة حاسبة أو جدول تحويل مثل الجدول المقدم في هذه الصفحة.
علاوة على ذلك، العلاقة الرياضية بين المقاييس غير بديهية لمعظم الناس. على عكس التحويلات البسيطة مثل البوصة إلى السنتيمتر (التي تستخدم عامل ضرب مباشر)، فإن تحويلات درجة الحرارة تتضمن كل من المكونات الضربية والإضافية/الطرحية.
| درجة الحرارة | سيليزية | فهرنهايت | كلفن | الوصف |
|---|---|---|---|---|
| الصفر المطلق | -273.15°C | -459.67°F | 0 K | درجة حرارة نظرية تتوقف عندها جميع الحركات الجزيئية |
| النيتروجين السائل | -196°C | -321°F | 77 K | مبرد كريوجيني شائع |
| الثلج الجاف (CO2) | -78.5°C | -109°F | 195 K | ثاني أكسيد الكربون الصلب |
| نقطة تجمد الماء | 0°C | 32°F | 273.15 K | نقطة مرجعية قياسية |
| درجة حرارة الغرفة | 20-25°C | 68-77°F | 293-298 K | درجة حرارة داخلية مريحة |
| درجة حرارة الجسم البشري | 37°C | 98.6°F | 310 K | متوسط درجة حرارة الجسم البشري |
| نقطة غليان الماء | 100°C | 212°F | 373.15 K | عند الضغط الجوي القياسي |
| تبخر الماء | 100°C | 212°F | 373.15 K | تكوين البخار |
قد تستخدم وصفات من دول مختلفة مقاييس حرارة مختلفة. ففهم التحويلات أمر ضروري لدرجات حرارة الطهي الدقيقة.
يستخدم العلماء في جميع أنحاء العالم مقاييس سيليزية وكلفن للاتساق في البحث ومشاركة البيانات.
عند السفر أو التواصل دولياً، يساعد فهم تحويلات درجة الحرارة في تفسير تقارير الطقس والمعلومات الأخرى المتعلقة بدرجة الحرارة.
غالباً ما تتطلب العمليات الصناعية تحكم دقيق في درجة الحرارة، وقد تكون المعدات مُعايرة في مقاييس مختلفة.
قد تستخدم الأجهزة الطبية والبحوث مقاييس حرارة مختلفة اعتماداً على المعايير الإقليمية والاتفاقيات العلمية.
عند تنفيذ تحويل درجة الحرارة في البرمجيات، خذ في الاعتبار:
يعكس تطوير مقاييس درجة الحرارة تطور الفهم العلمي:
يساعد فهم التاريخ في تفسير سبب وجود نقاط مرجعية وفترات زمنية معينة في هذه المقاييس.