温度目盛
学習目標
– 摂氏と華氏の温度目盛で水の氷点と沸点を述べよ。
– 変換式を使って、ある温度スケールから別のスケールに変換する。
Introduction
朝テレビをつけると、気象庁がその日の天気を予報しているのを見ることができます。 晴れ、雨、曇りなどのコンディションのほか、最高気温と最低気温の予測にも言及しています。
他の国を旅行したことがある人は、気象学者が暑さや寒さを測る方法が米国と異なることに気づいたかもしれません。 例えば、サンディエゴのお天気お姉さんは最高気温が89度だと予想するかもしれませんが、南にわずか20マイルしか離れていないメキシコのティファナでは、同じ天気図を提示してその日の最高気温は32度だと言うかもしれません。 どうしたことでしょう。
この違いは、2カ国では異なる温度スケールを使っているということなのです。 米国では、気温は通常華氏で測られますが、メートル法を採用している他の国では、気温の目盛りは摂氏で測られます。
2つのスケールで温度を測る
華氏と摂氏の2つは温度を測るための異なるスケールです。
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摂氏22度の温度を測る温度計が示されています。 摂氏スケールで、水は0度で凍り、100度で沸騰します。 米国が摂氏尺度を採用した場合、天気予報でマイナス30度以下や45度以上になることはほとんどありません（気温が -18° の場合はミシガン州の寒い冬の日に相当し、気温43°の場合はアリゾナ州の暑い夏の日と予想されます） ほとんどのオフィスビルでは従業員を快適に保つために18℃～24℃を維持しているのです。 |
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温度計が華氏72°の温度を測定しているのが示されています。 華氏スケールで、水は32°で凍り、212°で沸騰します。 アメリカでは、天気予報で-20度以下や120度以上になることはまずない（ 0度はミシガン州の寒い冬の日に対応し、110度はアリゾナ州の暑い夏の日に対応すると予想される）。) 多くのオフィスビルでは、従業員が快適に過ごせるよう、65℃から75℃の間で温度を保っています。 |
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摂氏 |
華氏 |
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料理人が水の入った鍋に温度計を入れて、その温度がどのくらいかを見ること。 温度計は132度を測っていますが、水はまだ沸騰していません。 温度計はどの温度スケールを測っていますか？
A) 摂氏
B) 華氏
スケール間の変換
表示されている二つの温度計を見て、スケール間で一般的に比較できるようにします。 例えば、多くの人は50°F～80°F（または10℃～25℃）の温度で快適に過ごすことができます。 気象学者が平均気温を0℃（または32°F）と予測したら、ジャケットを着て家を出たほうがいい。
時には、摂氏の測定値を華氏の測定値に正確に変換すること、またはその逆が必要である。 例えば、子供の体温を知りたいとき、手持ちの体温計が摂氏しか測れない場合。 2640>
温度変換式
華氏から摂氏に変換する場合は、次の式を使います。
摂氏から華氏に変換するにはこの式を使います。
これらの式はどのようにしてできたのですか？ 2つの尺度を比較することで見えてくるものがあります。 氷点は摂氏で0度、華氏で32度なので、華氏から摂氏に変換するときは32を引き、摂氏から華氏に変換するときは32を加える。
分数の
と
も理由がある。 水の凝固点（0度）と沸点（100度）の間は摂氏で100度、同じ点（32度と212度）の間は華氏で180度である。 この2つの尺度を比率で書くと＜329＞となり、＜2664＞となる。 比率を＜3649＞に修正すると、＜2688＞となる。
次の例は、水の沸点が100℃であることを利用して、摂氏の温度を華氏に変換する例である。
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例題 |
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問題 |
水の沸点は100℃である。 水は華氏何度で沸騰するのでしょうか。 |
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温度は摂氏で表示されます。 華氏尺度に換算するには、左の式を使う。 |
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Cに100を入れて掛け算をする。 |
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分子と分母を5で割って |
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サム180＋32。 |
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答え |
水の沸点は212°Fである。 |
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簡略化する。
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例題 |
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問題 |
32°F で水が凍結している。 これは摂氏でいうと何度でしょうか。 |
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華氏で表すと何度でしょうか。 これを摂氏に換算するには、左の式を使う。 |
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Fに32をかけて引き算をする。 |
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0を掛けた数は0である。 |
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答え |
水の氷点は0℃である。 |
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上の2つの問題は、先に説明した水の沸点と氷点という温度変換を行うための変換式を使っています。 次の例は、これらの式が異なる温度スケールを使用する実世界の問題を解決するためにどのように動作するかを示しています。
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例 |
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問題 |
Two scientists conduct experiment designed to identify a unknown liquid of boiling point. ある科学者は120℃という結果を出し、もう一人は250°Fという結果を出した。どちらの温度がどのくらい高いか。 |
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120℃と250°Fの違いは何か。 |
片方の温度が℃、もう一方が°Fで与えられている。 |
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120℃から°Fへの換算式を使ってください。 （250°Fから℃への換算も可能で、これは例の後の文章で説明します）。) |
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Cに120を代入する。 |
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掛け合わせ。 |
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Sum 216 + 32です。 |
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120℃＝248°Fと分かったと思いますが、いかがですか？ |
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250°F – 248°F = 2°F |
248°Fと250°Fの差を求めるには引き算をします。 |
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答え |
250°Fは2°F高い温度です。 |
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は分子と分母が5で割れて簡略化されていますね。
250°Fから℃に変換し、二つの測定値の差を求めればよかったのですね。 (250°F＝121.1℃となり、121.1℃は120℃より1.1℃高いことがわかったはずです。
タチアナは休暇に行く場所を探していて、スペインのバルセロナの平均気温が約26℃であることを知りました。 平均気温は華氏で何度ですか。
A) 79°F
B) -3°F
C) 45°F
D) 58°F
概要
温度は通常摂氏スケールと華氏スケールという二つのスケールで測定されます。 摂氏温度計は水の沸点が100度、氷点が0度、華氏温度計は水の沸点が212度、氷点が32度で同じ事象を測定することになります。 あるスケールで測定したものを別のスケールに変換するために、変換式を使用することができます。
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