Temperaturskalaer
Læringsmål
– Angiv vands fryse- og kogepunkt på temperaturskalaer i Celsius og Fahrenheit.
– Konverter fra en temperaturskala til en anden ved hjælp af omregningsformlerne.
Indledning
Når vi tænder for fjernsynet om morgenen, ser vi vejrudsigten, som forudsiger vejret for dagen. Ud over at fortælle os, hvordan forholdene vil være, f.eks. solrigt, regnfuldt, overskyet osv., nævner de også den forventede maksimum- og minimumstemperatur. En varm sommerdag kan nå op på 100° i Philadelphia, mens en kølig forårsdag kan falde til 40° i Seattle.
Hvis du har rejst i andre lande, har du måske bemærket, at meteorologer måler varme og kulde på en anden måde end i USA. Vejrpigen i San Diego kan f.eks. forudsige en temperatur på 89°, men i Tijuana, Mexico – som kun ligger 30 km sydpå – kan hun præsentere det samme vejrmønster og sige, at dagens temperatur vil være 32°. Hvad sker der?
Forskellen er, at de to lande bruger forskellige temperaturskalaer. I USA måles temperaturen normalt ved hjælp af Fahrenheit-skalaen, mens den i andre lande, der anvender det metriske system, måles i grader Celsius. Hvis du lærer om de forskellige skalaer – herunder hvordan du omregner dem – kan du vide, hvordan vejret vil være, uanset hvilket land du befinder dig i.
Måling af temperatur på to skalaer
Fahrenheit og grader Celsius er to forskellige skalaer til måling af temperatur.
|
Det er vist et termometer, der måler en temperatur på 22° Celsius. På Celsius-skalaen fryser vand ved 0° og koger ved 100°. Hvis USA indførte Celsius-skalaen, ville vejrudsigterne sjældent komme under -30° eller over 45°. (En temperatur på -18° ville svare til en kold vinterdag i Michigan, mens en temperatur på 43° kunne forudsiges for en varm sommerdag i Arizona.) De fleste kontorbygninger har en temperatur på mellem 18°C og 24°C for at holde de ansatte behagelige. |
|
Det er vist et termometer, der måler en temperatur på 72° Fahrenheit. På Fahrenheit-skalaen fryser vand ved 32° og koger ved 212°. I USA går vejrudsigterne sjældent under -20° eller over 120°. (En temperatur på 0° vil svare til en kold vinterdag i Michigan, mens en temperatur på 110° kan forudsiges for en varm sommerdag i Arizona.) De fleste kontorbygninger opretholder en temperatur på mellem 65 °C og 75 °C for at holde medarbejderne veltilpas. |
|
|
Centigrade |
Fahrenheit |
||
En kok sætter et termometer i en gryde med vand for at se, hvor varmt det er. Termometeret måler 132°, men vandet koger endnu ikke. Hvilken temperaturskala måler termometeret?
A) Celsius
B) Fahrenheit
Omregning mellem skalaer
Gennem at se på de to viste termometre kan du foretage generelle sammenligninger mellem skalaerne. Mange mennesker føler sig f.eks. godt tilpas ved en temperatur på mellem 50°F og 80°F (eller mellem 10°C og 25°C). Hvis en meteorolog forudsiger en gennemsnitstemperatur på 0 °C (eller 32 °F), skal du hellere gå ud af huset med en jakke på.
I nogle tilfælde er det nødvendigt at omregne en Celsius-måling nøjagtigt til en Fahrenheit-måling eller omvendt. Når du f.eks. vil vide, hvor høj et barns kropstemperatur er, og det eneste termometer, du har, måler temperaturen i Celsius. Konvertering mellem systemer er en simpel proces, så længe du bruger følgende formler.
Temperaturomregningsformler
For at konvertere fra Fahrenheit til Celsius skal du bruge denne formel.
For at omregne fra Celsius til Fahrenheit skal du bruge denne formel.
Hvordan blev disse formler udviklet? De stammer fra en sammenligning af de to skalaer. Da frysepunktet er 0° på Celsius-skalaen og 32° på Fahrenheit-skalaen, trækker vi 32 fra, når vi omregner fra Fahrenheit til Celsius, og lægger 32 til, når vi omregner fra Celsius til Fahrenheit.
Der er også en grund til brøkerne 
og 
. Der er 100 grader mellem vands frysepunkt (0°) og kogepunkt (100°) i grader Celsius og 180 grader mellem de samme punkter (32° og 212°) på Fahrenheit-skalaen. Hvis vi skriver disse to skalaer som et forhold, 
, får vi 
. Hvis vi ændrer forholdet til 
, får vi 
. Bemærk, hvordan brøker anvendes i omregningsformler.
Det følgende eksempel illustrerer omregningen af temperatur i Celsius til Fahrenheit ved hjælp af vands kogepunkt, som er 100° C.
|
Eksempel |
||
|
Problem |
Vandets kogepunkt er 100°C. Ved hvilken temperatur koger vand på Fahrenheit-skalaen? |
|
|
|
Temperaturen er angivet i grader Celsius. For at omregne det til Fahrenheit-skalaen bruger vi formlen til venstre. |
|
|
|
Sæt 100 for C og gang det med 100. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Simplificer |
|
|
|
|
|
|
|
Sum 180 + 32. |
|
Svar |
Vandets kogepunkt er 212°F. |
|
ved at dividere tælleren og nævneren med 5.
|
Eksempel |
||
|
Problem |
Vand fryser ved 32°F. Hvilken temperatur er dette på celsiusskalaen? |
|
|
|
Temperaturen er angivet i Fahrenheit. For at konvertere det til Celsius-skalaen bruger vi formlen til venstre. |
|
|
|
Sæt 32 ud for F og træk det fra. |
|
|
|
|
Alle tal ganget med 0 er 0. |
|
|
||
|
Svar |
Vandets frysepunkt er 0 °C. |
|
De to opgaver ovenfor bruger omregningsformlerne til at udføre de temperaturomregninger, som vi diskuterede tidligere – vands koge- og frysepunkt. Det følgende eksempel viser, hvordan disse formler fungerer til at løse et problem fra den virkelige verden, hvor der anvendes forskellige temperaturskalaer.
|
Eksempel |
||
|
Problem |
To forskere udfører et forsøg, der skal bestemme kogepunktet for en ukendt væske. Den ene forsker får resultatet 120°C, den anden får resultatet 250°F. Hvilken temperatur er højere og hvor meget? |
|
|
Hvad er forskellen mellem 120°C og 250°F? |
Den ene temperatur er angivet i °C og den anden i °F. For at finde forskellen mellem dem skal vi måle dem på samme skala. |
|
|
|
Anvend formlen for at omregne fra 120°C til °F. (Det er også muligt at omregne fra 250°F til °C; dette forklares i teksten efter eksemplet.) |
|
|
|
|
Sæt 120 i stedet for C. |
|
|
|
Multiplikér. |
|
|
|
Simplificer |
|
|
|
Summen 216 + 32. |
|
|
|
Du har fundet ud af, at 120°C = 248°F. |
|
|
250°F – 248°F = 2°F |
For at finde forskellen mellem 248°F og 250°F skal du trække det fra. |
|
Svar |
250°F er en temperatur, der er 2°F højere. |
|
ved at dividere tæller og nævner med 5.
Du kunne have omregnet 250°F til °C og derefter fundet forskellen mellem de to målinger. (Hvis du havde gjort det på denne måde, ville du have fundet ud af, at 250°F = 121,1°C, og at 121,1°C er 1,1°C højere end 120°C.) Uanset hvordan du gjorde det, er det vigtigt at købe temperaturmålingerne på samme skala og at anvende omregningsformlerne korrekt.
Tatiana leder efter et sted at tage på ferie og finder ud af, at gennemsnitstemperaturen i Barcelona, Spanien, er omkring 26°C. Hvad er gennemsnitstemperaturen i grader Fahrenheit?
A) 79°F
B) -3°F
C) 45°F
D) 58°F
Summary
Temperaturen måles normalt på to skalaer: Celsius-skalaen og Fahrenheit-skalaen. Et centigrade-termometer måler vands kogepunkt ved 100° og frysepunktet ved 0°; et Fahrenheit-termometer måler de samme begivenheder ved 212° som vands kogepunkt og 32° som frysepunkt. Du kan bruge omregningsformlerne til at omregne en måling, der er foretaget på en skala, til en anden.
.