Hőmérsékleti skálák

Hőmérsékleti skálák

Tanulási célok

– Adja meg a víz fagyási és forráspontját a hőmérsékleti skálákon Celsius és Fahrenheit fokban.

– Átváltás egyik hőmérsékleti skáláról a másikra az átváltási képletek segítségével.

Amikor reggel bekapcsoljuk a televíziót, a meteorológiai szolgálat előrejelzését látjuk a nap időjárásáról. Amellett, hogy megmondják, milyenek lesznek az időjárási körülmények: napos, esős, felhős stb., megemlítik a maximális és minimális hőmérsékleti előrejelzéseket is. Egy forró nyári nap Philadelphiában elérheti a 100 fokot, míg egy hűvös tavaszi napon Seattle-ben akár 40 fok is lehet.

Ha már jártál más országokban, észrevehetted, hogy a meteorológusok másképp mérik a hideget és a meleget, mint az Egyesült Államokban. Például az időjós San Diegóban 89 fokos csúcshőmérsékletet jósol, de a mexikói Tijuanában – ami csak 20 mérfölddel délebbre van – ugyanezt az időjárási mintát mutatja be, és azt mondja, hogy a napi csúcshőmérséklet 32 fok lesz. Mi történik?

A különbség az, hogy a két országban más hőmérsékleti skálát használnak. Az Egyesült Államokban a hőmérsékletet általában a Fahrenheit-skálán mérik, míg más, metrikus rendszert használó országokban a hőmérsékletet Celsius-fokban mérik. A különböző skálák megismerése – beleértve az átváltásukat is – segít abban, hogy tudd, milyen lesz az időjárás, függetlenül attól, hogy melyik országban tartózkodsz.

Hőmérséklet mérése két skálán

A Fahrenheit és a Celsius fok két különböző skála a hőmérséklet mérésére.

A hőmérő 22 Celsius-fokos hőmérsékletet mér. A Celsius-skálán a víz 0 fokon fagy meg és 100 fokon forr. Ha az Egyesült Államokban a Celsius-skálát alkalmaznák, az időjárás-előrejelzések ritkán mennének -30 °C alá vagy 45 °C fölé. (A -18 °C megfelelne egy hideg téli napnak Michiganben, míg egy forró nyári napra 43 °C-ot jósolnának Arizonában.) A legtöbb irodaépületben 18 °C és 24 °C közötti hőmérsékletet tartanak fenn, hogy az alkalmazottak kényelmesen érezzék magukat.			A hőmérő 72° Fahrenheit hőmérsékletet mér. A Fahrenheit skálán a víz 32°-on fagy meg, és 212°-on forr. Az Egyesült Államokban az időjárás-előrejelzések ritkán mennek -20° alá vagy 120° fölé. (Egy 0°-os hőmérséklet egy hideg téli napnak felel meg Michiganben, míg egy 110°-os hőmérsékletet egy forró nyári napra jósolnak Arizonában.) A legtöbb irodaépületben 65°C és 75°C közötti hőmérsékletet tartanak fenn, hogy az alkalmazottak kényelmesen érezzék magukat.
	Centigrade	Fahrenheit

A szakács hőmérőt tesz egy fazék vízbe, hogy megnézze, mennyire forró. A hőmérő 132 fokot mutat, de a víz még nem forr. Melyik hőmérsékleti skálát méri a hőmérő?

A) Celsius

B) Fahrenheit

Skálák közötti átszámítás

A két ábrázolt hőmérőt megvizsgálva általános összehasonlításokat tehetsz a skálák között. Sokan például 50°F és 80°F (vagy 10°C és 25°C) közötti hőmérsékleten érzik jól magukat. Ha egy meteorológus 0°C (vagy 32°F) átlaghőmérsékletet jósol, akkor jobb, ha kabátban hagyja el a házat.

Néha szükséges a Celsius-mérést pontosan átváltani Fahrenheit-mérésre vagy fordítva. Például, ha tudni szeretné, hogy mennyi a gyermek testhőmérséklete, és az egyetlen hőmérő, amivel rendelkezik, Celsius-fokokban méri a hőmérsékletet. A rendszerek közötti átváltás egyszerű folyamat, ha a következő képleteket használja.

Hőmérséklet-átváltási képletek

Az alábbi képletet használja a Fahrenheitről Celsiusra való átváltáshoz.

A Celsiusról Fahrenheitre való átváltáshoz használd ezt a képletet.

Hogyan alakultak ki ezek a képletek? Ezek a két mérleg összehasonlításából származnak. Mivel a Celsius skálán a fagyáspont 0°, a Fahrenheit skálán pedig 32°, a Fahrenheitről Celsiusra való átváltáskor 32-t vonunk le, a Celsiusról Fahrenheitre való átváltáskor pedig 32-t adunk hozzá.

A és törteknek is megvan az oka. A víz fagyáspontja (0°) és forráspontja (100°) között 100 Celsius-fok van, a Fahrenheit-skálán pedig 180 fok van ugyanezen pontok (32° és 212°) között. Ha ezt a két skálát arányként írjuk fel, , akkor kapunk. Ha az arányt -re módosítjuk, akkor kapunk. Figyelje meg, hogyan használják a törteket az átváltási képletekben.

A következő példa a Celsius-fokú hőmérséklet Fahrenheitre történő átváltását szemlélteti, a víz forráspontját használva, amely 100° C.

A fenti két feladat a korábban tárgyalt hőmérsékleti átváltások – a víz forrás- és fagyáspontja – elvégzésére használja az átváltási képleteket. A következő példa azt mutatja be, hogyan működnek ezek a képletek egy olyan valós probléma megoldására, amely különböző hőmérsékleti skálákat használ.

A 250°F-et át kellett volna számítani °C-ra, majd megtalálni a két mérés különbségét. (Ha így csinálta volna, akkor azt találta volna, hogy 250°F = 121,1°C, és hogy 121,1°C 1,1°C-kal magasabb, mint 120°C.) Akárhogy is csinálta, fontos, hogy a hőmérsékletméréseket ugyanazon a skálán vásárolja meg, és helyesen alkalmazza az átváltási képleteket.

Tatiana nyaralóhelyet keres, és azt találja, hogy a spanyolországi Barcelonában az átlaghőmérséklet 26 °C. Mennyi az átlaghőmérséklet Fahrenheit fokban?

A) 79°F

B) -3°F

C) 45°F

D) 58°F

Summary

A hőmérsékletet általában két skálán mérik: a Celsius- és a Fahrenheit-skálán. A Celsius-hőmérő a víz forráspontját 100°-on, fagyáspontját pedig 0°-on méri; a Fahrenheit-hőmérő ugyanezeket az eseményeket a víz forráspontjaként 212°-on, fagyáspontjaként pedig 32°-on méri. Az átváltási képleteket használhatja az egyik skálán végzett mérés átváltásához egy másik skálára.

.