محتويات
مقاييس درجات الحرارة
عندما نجد أن بلداً يَقيس المسافة باستخدام الكيلومتر، والسنتيمتر، والمليمتر، نجد بلاداً أخرى تستخدم وحدات قياس مختلفة كالياردة، والقدم، والميل، وقياساً على ذلك فإنّ درجات الحرارة أيضاً تختلف مقاييسها من بلد إلى آخر بناء على ثلاثة تدرّجات عالميّة مشهورة لقياس درجة الحرارة، وهي الدرجة المئوية (سيليسوس)، والفهرنهايت، والكلفن.
الدرجة المئوية (السيليسوس) تعدّ أشهر أنواع القياس المستخدمة في العالم، وضعها العالم إندرس سيليسوس، ولقد حددها من نقطة تجمد الماء وأشار لها بالرقم صفر، وتنتهي بنقطة مئة، وهي نقطة غليان الماء، إذن فالمسافة بين (صفر، ١٠٠) مقسمة إلى مئة درجة بالتساوي، وتدعى كل درجة منها درجة مئوية.
الفهرنهايت
اكتشف الفهرنهايت العالم دانيال فهرنهايت، وهو غير واسع الانتشار حاله حال التدريج المئوي، ولكن بعض البلدان تعتمد عليه في قياس درجات الحرارة؛ كالولايات المتحدة الأمريكية، والعديد من الدول الأوروبية. إنّ الصفر على مقياس فهرنهايت لا يُشكّل تجمد الماء، بل يدل على درجة تجمد محلول ملحي، أمّا درجة تجمد الماء بمقياس فهرنهايت تحدد عند درجة حرارة ٣٢فْ، وتنتهي بالغليان عند درجة حرارة ٢١٢فْ، إذن فالمسافة بين درجة غليان الماء، ودرجة تجمده تقسم إلى ١٨٠جزءاً، أو درجة فهرنهايت.
بالنتيجة النهائية للمقارنة بين درجة الحرارة المئوية ودرجة الحرارة بالفهرنهايت، فإننا نجد فرقاً بين المقياسين كالتالي: ١سْ= ١.٨فْ أو ٥÷٩ فْ (كسر) أي يوجد فرق بين المقياسين حوالي ثمانين وحدة حرارية.
معادلات تحويل درجات الحرارة بين نظامي سيليسوس وفهرنهايت
- التحويل من درجة الحرارة على مقياس فهرنهايت إلى درجة الحرارة المئوية:
س= تمثل درجة حرارة مئوية.
ف= تمثل درجة حرارة فهرنهايت.
٥÷٩ تعني أنّ مقياس الدرجة المئوية يساوي خمس درجات من مقياس فهرنهايت الذي يساوي تسع درجات، وتكتب القيمة ككسر عادي.
س= ٥÷٩(فْ −٣٢)
مثال قدرت درجة الحرارة في أحد الأيام الصيفية ٨٦ فْ، فكم تساوي هذه القيمة بالنسبة لدرجة الحرارة المئوية؟ المعطيات: درجة حرارة على مقياس فهرنهايت =٨٦
المطلوب: قيمة درجة الحرارة على مقياس سيليسوس، سْ=؟
الحل: نحتاج إلى المعادلة الأولى لإيجاد درجة الحرارة المئويّة والتي تنص على:
سْ= ٥÷٩(ف -٣٢).
سْ=٥÷٩( ٨٦-٣٢)، إذن
سْ= ٥÷٩( ٥٤)
باستخدام طريقة الضرب التبادلي يكون الحل:
٥×٥٤÷٩= ٣٠ درجة مئوية.
نلاحظ أنه عندما يكون الناتج بالدرجة المئوية، والقيمة المعطاة لنا في السؤال بالفهرنهايت فإنّ درجة الحرارة تكون أقل من درجة الحرارة المعطاة في المثال، والعكس صحيح، أي عندما يُطلب منا حساب الدرجة بالفهرنهايت، والقيمة المعطاة لنا بالدرجة المئوية، فإنّ الناتج يكون أكبر من القيمة المُعطاة الموجودة في المثال.
- التحويل من درجة مئوية إلى فهرنهايت:
ف=٩÷٥(سْ)+٣٢
لو أخذنا نفس المثال السابق في تطبيق تحويل درجة حرارة مئوية، إلى فهرنهايت، يكون الحل التالي:
فْ= ٩÷٥(٨٦)+٣٢
فْ=٩÷٥ ×٨١١
٩×١١٨÷٥= ٢١٢.٤فهرنهايت.
