Lämpötila-asteikot

Lämpötila-asteikot

Oppimistavoitteet

– Ilmoita veden jäätymis- ja kiehumispisteet lämpötila-asteikoilla Celsius- ja Fahrenheit-asteikolla.

– Muunna lämpötila-asteikosta toiseen käyttäen muuntokaavoja.

Esittely

Kun laitamme aamulla television päälle, näemme sääpalvelun ennustavan päivän sään. Sen lisäksi, että ne kertovat, millaiset olosuhteet ovat aurinkoiset, sateiset, pilviset jne., niissä mainitaan myös ennustetut enimmäis- ja vähimmäislämpötilat. Kuuma kesäpäivä voi nousta Philadelphiassa 100 asteeseen, kun taas viileä kevätpäivä voi laskea Seattlessa 40 asteeseen.

Jos olet matkustanut muissa maissa, olet ehkä huomannut, että meteorologit mittaavat kuumuutta ja kylmyyttä eri tavalla kuin Yhdysvalloissa. Esimerkiksi San Diegon säätyttö voi ennustaa korkeimmillaan 89 astetta, mutta Tijuanassa, Meksikossa – joka sijaitsee vain 20 mailia etelään – hän voi esittää saman sääkaavion ja sanoa, että päivän korkeimmillaan on 32 astetta. Mitä on tekeillä?

Ero on siinä, että näissä kahdessa maassa käytetään eri lämpötila-asteikkoja. Yhdysvalloissa lämpötilat mitataan yleensä Fahrenheit-asteikolla, kun taas muissa metrijärjestelmää käyttävissä maissa lämpötila-asteikko mitataan celsiusasteina. Eri asteikkojen tunteminen – ja niiden muuntaminen – auttaa sinua tietämään, millainen sää tulee olemaan riippumatta siitä, missä maassa olet.

Fahrenheit ja Celsius-asteet ovat kaksi eri asteikkoa lämpötilan mittaamiseen.

Kuvassa lämpömittari mittaa 22 °C:n lämpötilaa. Celsius-asteikolla vesi jäätyy 0 °C:ssa ja kiehuu 100 °C:ssa. Jos Yhdysvallat ottaisi käyttöön Celsius-asteikon, sääennusteet menisivät harvoin alle -30 asteen tai yli 45 asteen. (Lämpötila -18 astetta vastaisi kylmää talvipäivää Michiganissa, kun taas 43 asteen lämpötilaa saatettaisiin ennustaa kuumalle kesäpäivälle Arizonassa.) Useimmissa toimistorakennuksissa lämpötila pysyy 18 °C:n ja 24 °C:n välissä pitääkseen työntekijät viihtyvinä.			Kuvassa lämpömittari mittaa 72° Fahrenheitin lämpötilaa. Fahrenheit-asteikolla vesi jäätyy 32°:ssa ja kiehuu 212°:ssa. Yhdysvalloissa sääennusteet menevät harvoin alle -20°:n tai yli 120°:n. (Lämpötila 0° vastaisi kylmää talvipäivää Michiganissa, kun taas kuumalle kesäpäivälle Arizonassa voitaisiin ennustaa 110°:n lämpötilaa.)) Useimmissa toimistorakennuksissa lämpötila on 65-75 °C, jotta työntekijät voivat viihtyä.
	Centigrade	Fahrenheit

Kokki laittaa lämpömittarin kattilaan nähdäkseen, kuinka kuumaa vesi on. Lämpömittari mittaa 132 astetta, mutta vesi ei ole vielä kiehumassa. Mitä lämpötila-asteikkoa lämpömittari mittaa?

A) Celsius

B) Fahrenheit

Katsomalla kahta esiteltyä lämpömittaria voit tehdä yleisiä vertailuja asteikkojen välillä. Esimerkiksi monet ihmiset tuntevat olonsa mukavaksi lämpötilassa, joka vaihtelee 50°F ja 80°F (tai 10°C ja 25°C) välillä. Jos meteorologi ennustaa keskilämpötilaksi 0°C (tai 32°F), sinun on parasta lähteä talosta takki päällä.

Joskus on tarpeen muuntaa Celsius-mittaus tarkasti Fahrenheit-mittaukseksi tai päinvastoin. Esimerkiksi kun haluat tietää, mikä on lapsen ruumiinlämpö, ja ainoa käytössäsi oleva lämpömittari mittaa lämpötilan celsiusasteina. Järjestelmien välinen muuntaminen on yksinkertaista, kunhan käytät seuraavia kaavoja.

Lämpötilan muuntokaavat

Muunnat Fahrenheit-asteesta Celsius-asteeseen käyttämällä tätä kaavaa.

Muuttaaksesi Celsiuksesta Fahrenheitiin, käytä tätä kaavaa.

Miten nämä kaavat on kehitetty? Ne saadaan vertailemalla näitä kahta asteikkoa. Koska jäätymispiste on Celsius-asteikolla 0° ja Fahrenheit-asteikolla 32°, vähennämme 32, kun muunnamme Fahrenheit-asteikosta Celsius-asteikoksi, ja lisäämme 32, kun muunnamme Celsius-asteikosta Fahrenheit-asteikoksi.

Murtoluvuille ja on myös syy. Veden jäätymispisteen (0°) ja kiehumispisteen (100°) välillä on Celsius-asteikolla 100 astetta ja Fahrenheit-asteikolla 180 astetta samojen pisteiden (32° ja 212°) välillä. Jos kirjoitamme nämä kaksi asteikkoa suhteena, , saamme . Jos muutamme suhdeluvuksi , saamme . Huomaa, miten murtolukuja käytetään muuntokaavoissa.

Seuraava esimerkki havainnollistaa lämpötilan muuntamista Celsius-asteina Fahrenheit-asteiksi käyttäen veden kiehumispistettä, joka on 100 °C.

Kahdessa yllä olevassa tehtävässä käytetään muuntokaavoja aiemmin käsittelemiemme lämpötilamuunnosten – veden kiehumis- ja jäätymispisteiden – suorittamiseen. Seuraava esimerkki osoittaa, miten nämä kaavat toimivat todellisen ongelman ratkaisemisessa, jossa käytetään eri lämpötila-asteikkoja.

Olisit voinut muuntaa 250°F °C:n lämpötilaksi ja etsiä sitten näiden kahden mittauksen erotuksen. (Jos olisit tehnyt sen tällä tavalla, olisit havainnut, että 250°F = 121,1°C ja että 121,1°C on 1,1°C korkeampi kuin 120°C.) Oli miten oli, on tärkeää ostaa lämpötilamittaukset samalla asteikolla ja soveltaa muuntokaavoja oikein.

Tatiana etsii lomapaikkaa ja huomaa, että Espanjan Barcelonassa keskilämpötila on noin 26 °C. Mikä on keskilämpötila Fahrenheit-asteina?

A) 79°F

B) -3°F

C) 45°F

D) 58°F

Lämpötilaa mitataan tavallisesti kahdella asteikolla: Celsius-asteikolla ja Fahrenheit-asteikolla. Celsiusasteen lämpömittari mittaa veden kiehumispisteen 100°:ssa ja jäätymispisteen 0°:ssa; Fahrenheitin lämpömittari mittaa samat tapahtumat veden kiehumispisteen 212°:ssa ja jäätymispisteen 32°:ssa. Muuntokaavojen avulla voit muuntaa yhdellä asteikolla tehdyn mittauksen toiseen asteikkoon.

.