Độ Fahrenheit

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Độ F)
Bước tới: menu, tìm kiếm
Đơn vị đo lường
Tên Độ Fahrenheit
Ký hiệu \mathrm{{}^\circ F}[1]
Hệ đơn vị quốc tế Nhiệt độ
Nội dung đơn vị Nhiệt độ
Chênh lệch nhiệt độ
Ký hiệu nội dung T;\, \Delta T
Đặt tên theo D. G. Fahrenheit
[1] Ký tự Unicode: «℉» U+2109
các công thức chuyển đổi khác

Fahrenheit, hay độ F, là một thang nhiệt độ được đặt theo tên nhà vật lý người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit (16861736).

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Fahrenheit phát triển thang nhiệt độ của ông sau khi viếng thăm nhà thiên văn học người Đan mạch Ole RømerCopenhagen. Rømer đã tạo ra chiếc nhiệt kế đầu tiên mà trong đó ông sử dụng hai điểm chuẩn để phân định. Trong thang Rømer thì điểm đóng băng của nước là 7,5 độ, điểm sôi là 60 độ, và thân nhiệt trung bình của con người theo đó sẽ là 22,5 độ theo phép đo của Rømer.

Fahrenheit chọn điểm số không trên thang nhiệt độ của ông là nhiệt độ thấp nhất của mùa đông năm 1708/1709, một mùa đông khắc nghiệt, ở thành phố Gdansk (Danzig) quê hương ông. Bằng một hỗn hợp „nước đá, nước và Amoni clorid (NH4Cl)" (còn gọi là hỗn hợp lạnh) sau đó ông có thể tạo lại điểm số không cũng như là điểm chuẩn thứ nhất (−17,8 °C) này. Fahrenheit muốn bằng cách đó tránh được nhiệt độ âm, như thường gặp ở thang nhiệt độ Rømer-Skala trong hoàn cảnh đời sống bình thường.

Năm 1714, ông xác định điểm chuẩn thứ hai là nhiệt độ đóng băng của nước tinh khiết (ở 32 °F) và điểm chuẩn thứ ba là "thân nhiệt của một người khỏe mạnh" (ở 96 °F).[1]

Theo các tiêu chuẩn hiện nay thì các điểm chuẩn trên và dưới khó có thể tạo lại một cách thực sự chính xác được. Vì thế mà thang nhiệt độ này về sau đã được xác định lại theo hai điểm chuẩn mới là nhiệt độ đóng băngnhiệt độ sôi của nước, tức là 32 °F và 212 °F. Theo đó, thân nhiệt bình thường của con người sẽ là 98,6 °F (37 °C), chứ không phải là 96 °F (35,6 °C) như Fahrenheit đã xác định nữa.

Thang nhiệt độ Fahrenheit đã được sử dụng khá lâu ở Châu Âu, cho tới khi bị thay thế bởi thang nhiệt độ Celsius. Thang nhiệt độ Fahrenheit ngày nay vẫn được sử dụng rộng rãi ở Mỹ và một số quốc gia nói tiếng Anh khác.

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Thang nhiệt độ Fahrenheit từng được sử dụng chủ yếu trong đo đạc thời tiết, công nghiệp và y tế ở hầu hết các nước nói tiếng Anh cho đến những năm 1960. Vào nửa cuối những năm 1960 và 1970, thang nhiệt độ Celsius dần dần được các chính phủ đưa vào sử dụng trong kế hoạch chuẩn hóa hệ thống đo lường.

Những người ủng hộ thang nhiệt độ Fahrenheit cho rằng sự phổ biến của nó trước kia là do yếu tố tiện dụng. Đơn vị của nó chỉ bằng 5⁄9 của một độ Celsius, cho phép thể hiện chính xác hơn các đo đạc nhiệt độ mà không cần sử dụng đến các đơn vị lẻ. Ngoài ra, nhiệt độ không khí môi trường ở hầu hết các vùng cư dân trên thế giới thường cũng không vượt xa giới hạn từ 0 °F đến 100 °F, vì thế mà thang nhiệt độ Fahrenheit được cho là thể hiện nhiệt độ mà con người có thể cảm nhận được, thể hiện theo từng cấp 10 độ một trong hệ thống Fahrenheit. Hơn nữa, đồng thời mức thay đổi nhiệt độ nhỏ nhất có thể cảm nhận được là một độ Fahrenheit, nghĩa là một người bình thường có thể nhận biết nếu có chênh lệch nhiệt độ ở mức chỉ một độ.

Nhưng cũng có những người ủng hộ thang nhiệt độ Celsius lập luận rằng hệ thống của họ cũng rất tự nhiên; ví dụ như họ có thể nói rằng nhiệt độ từ 0–10 °C là lạnh, 10–20 °C là mát mẻ, 20–30 °C là ấm áp và 30–40 °C là nóng.

Ở Mỹ, hệ thống Fahrenheit vẫn là hệ thống được chấp nhận là chuẩn cho mục đích phi khoa học. Mọi quốc gia khác đã áp dụng thang nhiệt độ chính là Celsius. Fahrenheit đôi khi vẫn được thế hệ cũ sử dụng, đặc biệt là để đo nhiệt độ ở các mức cao.

Chuyển đổi[sửa | sửa mã nguồn]

Các thang nhiệt độ[sửa | sửa mã nguồn]

Bảng thang nhiệt độ
Thang Độ Kelvin Độ C (Celsius) Độ Fahrenheit Độ Rankine Độ Delisle Độ Newton Độ Réaumur Độ Rømer
Đơn vị Độ Kelvin Độ Celsius Độ Fahrenheit Độ Rankine Độ Delisle Độ Newton Độ Réaumur Độ Rømer
Ký hiệu K °C °F °Ra, °R °De, °D °N °Ré, °Re, °R °Rø
Điểm chuẩn thứ nhất F1 Điểm 0 tuyệt đối (T0)
= 0 K
Điểm nóng chảy của nước (H2O)
= 0 °C
Hỗn hợp lạnh*
= 0 °F
Điểm 0 tuyệt đối
(T0)
= 0 °Ra
Điểm nóng chảy của nước (H2O)
= 150 °De
Điểm nóng chảy của nước (H2O)
= 0 °N
Điểm nóng chảy của nước (H2O)
= 0 °Ré
Điểm nóng chảy của nước (H2O)
= 7,5 °Rø
Điểm chuẩn thứ hai F2 Tt(H2O)
= 273,16 K
Điểm sôi của nước (H2O)
= 100 °C
Thân nhiệt con người*
= 96 °F
Nhiệt độ bay hơi của nước (H2O)
= 0 °De
Nhiệt độ bay hơi của nước (H2O)
= 33 °N
Nhiệt độ bay hơi của nước (H2O)
= 80 °Ré
Nhiệt độ bay hơi của nước (H2O)
= 60 °Rø
Bước thang (F2−F1) / 273,16 (F2−F1) / 100 (F2−F1) / 96 xem Fahrenheit (F1−F2) / 150 (F2−F1) / 33 (F2−F1) / 80 (F2−F1) / 52,5
Người phát minh William Thomson („Lord Kelvin") Anders Celsius Daniel Fahrenheit William Rankine Joseph-Nicolas Delisle Isaac Newton René-Antoine Ferchault de Réaumur Ole Rømer
Năm phát minh 1848 1742 1714 1859 1732 1700 1730 1701
Vùng sử dụng toàn cầu (Hệ đo lường quốc tế) toàn cầu Mỹ, Jamaica Mỹ Nga (thế kỷ 19) Tây Âu tới thế kỷ 19

* sử dụng nhiệt độ của một hỗn hợp lạnh từ nước đá, nước và Ammoniclorid (−17,8 °C) và „thân nhiệt của một người khỏe mạnh" (35,6 °C).

Chuyển đổi nhiệt độ[sửa | sửa mã nguồn]

Chuyển đổi giữa các thang nhiệt độ
thành \ từ Độ Kelvin (K) Độ C (Celsius) (°C) Độ Réaumur (°Ré) Độ Fahrenheit (°F)
TKelvin = TK = \vartheta + 273,15 = T · 1,25 + 273,15 = (TF + 459,67) ÷ 1,8
\mathrm{\vartheta_{Celsius}} = TK − 273,15 = \vartheta = T · 1,25 = (TF − 32) ÷ 1,8
TRéaumur = (TK − 273,15) · 0,8 = \vartheta · 0,8 = T = (TF − 32) ÷ 2,25
TFahrenheit = TK · 1,8 − 459,67 = \vartheta · 1,8 + 32 = T · 2,25 + 32 = TF
TRankine = TK · 1,8 = \vartheta · 1,8 + 491,67 = T · 2,25 + 491,67 = TF + 459,67
TRømer = (TK − 273,15) · 21/40 + 7,5 = \vartheta · 21/40 + 7,5 = T · 21/32 + 7,5 = (TF − 32) · 7/24 + 7,5
TDelisle = (373,15 − TK) · 1,5 = (100 − \vartheta) · 1,5 = (80 − T) · 1,875 = (212 − TF) · 5/6
TNewton = (TK − 273,15) · 0,33 = \vartheta · 0,33 = T · 0,4125 = (TF − 32) · 11/60
nach \ von Độ Rankine (°Ra) Độ Rømer (°Rø) Độ Delisle (°De) Độ Newton (°N)
TKelvin = TRa ÷ 1,8 = (T − 7,5) · 40/21 + 273,15 = 373,15 − TDe · 2/3 = TN · 100/33 + 273,15
\mathrm{\vartheta_{Celsius}} = TRa ÷ 1,8 − 273,15 = (T − 7,5) · 40/21 = 100 − TDe · 2/3 = TN · 100/33
TRéaumur = TRa ÷ 2,25 - 218,52 = (T − 7,5) · 32/21 = 80 − TDe · 8/15 = TN · 80/33
TFahrenheit = TRa − 459,67 = (T − 7,5) · 24/7 + 32 = 212 − TDe · 1,2 = TN · 60/11 + 32
TRankine = TRa = (T − 7,5) · 24/7 + 491,67 = 671,67 − TDe · 1,2 = TN · 60/11 + 491,67
TRømer = (TRa − 491,67) · 7/24 + 7,5 = T = 60 − TDe · 0,35 = TN · 35/22 + 7,5
TDelisle = (671,67 − TRa) · 5/6 = (60 − T) · 20/7 = TDe = (33 − TN) ÷ 0,22
TNewton = (TRa − 491,67) · 11/60 = (T − 7,5) · 22/35 = 33 − TDe · 0,22 = TN

So sánh[sửa | sửa mã nguồn]

Một số giá trị nhiệt độ theo các thang khác nhau
Giá trị \ Thang Độ Fahrenheit Độ Rankine Độ Réaumur Độ C (Celsius) Kelvin
Nhiệt độ trung bình bề mặt Mặt trời 10 430 °F 10 890 °Ra 4 622 °R 5 777 °C 6 050 K
Điểm nóng chảy của sắt 2 795 °F 3 255 °Ra 1 228 °R 1 535 °C 1 808 K
Điểm nóng chảy của chì 621,43 °F 1081,10 °Ra 261,97 °R 327,46 °C 600,61 K
Điểm sôi của nước 212 °F 671,67 °Ra 80 °R 100 °C 373,15 K
Nhiệt độ không khí cao nhất đo được trong tự nhiên 136,04 °F 595,71 °Ra 46,24 °R 57,80 °C 330,95 K
Thân nhiệt con người theo Fahrenheit 96 °F 555,67 °Ra 28,44 °R 35,56 °C 308,71 K
Điểm ba trạng thái của nước 32,02 °F 491,69 °Ra 0,01 °R 0,01 °C 273,16 K
Điểm đóng băng của nước 32 °F 491,67 °Ra 0 °R 0 °C 273,15 K
Nhiệt độ thấp nhất ở Gdansk, mùa đông năm 1708/09 0 °F 459,67 °Ra −14,22 °R −17,78 °C 255,37 K
Điểm nóng chảy của thủy ngân −37,89 °F 421,78 °Ra −31,06 °R −38,83 °C 234,32 K
Nhiệt độ không khí thấp nhất đo được trong tự nhiên −130,90 °F 328,77 °Ra −72,40 °R −90,50 °C 182,65 K
Điểm đóng băng của rượu −173,92 °F 285,75 °Ra −91,52 °R −114,40 °C 158,75 K
Điểm bốc hơi của Nitơ −320,44 °F 139,23 °Ra −156,64 °R −195,80 °C 77,35 K
Độ không tuyệt đối −459,67 °F 0 °Ra −218,52 °R −273,15 °C 0 K

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Chú thích nguồn gốc[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Daniel Gabriel Fahrenheit: Experimente und Beobachtungen über das Gefrieren des Wassers im Vacuum. Phil. Transact. London. Vol. XXXIII, 1724, S. 78–84. In: Arthur von Oettingen (Hrsg.): Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften, Bd. 57. Engelmann, Leipzig 1894.