طريقة تحويل درجة الحرارة من فهرنهايت إلى مئوي في الفورد وقبل توضح ذلك سوف نفسر بعض كلمات العبارة، الفهرنهايت هو وحدة لقياس درجة الحرارة ويرمز له بالرمز (F) حيث أنه سمى بذلك نسبة إلى مكتشفه العالم الفيزيائي الألماني الشهير دانيال جابرييل فهرنهايت وقد رمز له كما قلنا في السابق(f).
مفهوم درجة الحرارة
يتم تعريف درجة الحرارة في علم الفيزياء بأنه مقياس سخونة وبرودة الجسم أو أي جسم ما أو مادة تقاس بمقياس درجة الحرارة نسبة إلى مرجع يحدد حسب مقياس نظام درجة حرارته للمستخدم في القياس، وتكون عادًة درجة الحرارة تلخص على حسب نظامين متساويان عندما يصل إلى حالته في الاتزان الحراري، ويمكن أيضا أن نعبر عن درجة الحرارة أنها متوسط طاقة الحرارة ومن هذا المنطلق يمكن أن يتم تفسير أن درجة الحرارة لا تعتمد على عدد الجزيئات أو الحجم.
ما هي درجة الحرارة فهرنهايت؟
وهذا النظام الأول وهو مقياس درجة حرارة فهرنهايت:
درجة حرارة فهرنهايت هي أداة للتعبير عن درجة حرارة وقد يرمز لها بالرمز f وهو مقياس الحرارة الذي تم اقتراحه نسبة للعالم الفيزيائي دانيال غابرييل فهرنهايت، والولايات المتحدة الأمريكية كانت تستخدم درجة الحرارة وكذلك الدول المرتبطة بغرب المحيط الهادئ وكان يقتصر ذلك في القرن العشرين، ولكن مع التقدم في جميع دول العالم أصبح مقياس الحرارة يتم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
ما هي درجة حرارة سيلسيوس؟
وهذا النظام الثاني وهو مقياس درجة الحرارة سيلسيوس:
درجة حرارة سيلسيوس هي التي يطلق عليها ذلك ولكن هي درجة الحرارة المئوية وهي وحدة لقياس درجات الحرارة وجميع دول العالم تستخدم ماعدا الولايات المتحدة الأمريكية وهي التي يتم تحويل بالفهرنهايت إليها وأول من اكتشفها هو العالم السويدي أندرس سيلسيوس وقد يعبر عنها برمز cوالدرجة الواحدة منها تساوي 0.١من الفرق بين درجة حرارة الماء وتجمده وذلك يتم تحت مقياس الضغط.
أدوات قياس درجة الحرارة
وهناك العديد من أدوات القياس وأشكالها ولكن من الوحدات التي يمكن استخدامها لقياس درجة الحرارة ولكن لكل وحدة قياس قواعدها وخصائصها وطريقة خاصة في القياس وكل منها تعتمد على تعريف درجة الحرارة، ولكل وحدة منها استخدام في أماكن مختلفة وجميعهم يصلح لجميع الأماكن ولكن المعتاد عليه والمتعارف هو الذي قرر أماكن استخدامهم.
وحدة قياس كلفن ويرمز لها بالإنجليزية بـ kelvin عندما يتم استخدام هذه الوحدة تكون هناك نقطة تجمد عند درجة حرارة ٢٧٣.١٥كلفن، ونقطة غليان الماء هي ٣٧٣.١٥٥كلفن.
أما وحدة القياس الثانية هي سيلسيوس ويعبر عنها بالإنجليزية بـ Celsius:
وتعبر هنا عن درجة تجمد الماء ووحدة القياس لهذا هو السيلسيوس ولكن الفرق هنا أن تكون درجة غليان الماء هنا هي ١٠٠ سيلسيوس.
ووحدة القياس الثالثة هي فهرنهايت ويعبر عنها بالإنجليزية Fahrenheit ويرمز لها بالرمز f وتنسب إلى العالم دانيال غابرييل وهي الوحدة التي يتجمد عندها الماء هي 32 فهرنهايت، بينما يغلي الماء في هذا النظام عند درجة حرارة 212 فهرنهايت.
أما عن الوحدة الرابعة وهي رانكن ويرمز لها بالإنجليزية Rankine وهي الوحدة الأقل استخدام والأقل شهرة وهنا يكون تجمد الماء عند درجة حرارة ٤٩٢٢رانكن، وقد تكون درجة حرارة الماء الذي تم غليه هي ٦٧٢٢رانكن.
كيفية التحويل من فهرنهايت إلى سيلسيوس؟
ويمكن التحويل بالوحدات التي تم ذكرها في تعريف أدوات القياس لدرجة الحرارة وذلك عبر العديد من علاقات وعند تحويل وحدة قياس من السيلسيوس إلى وحدة قياس فهرنهايت سوف يتم التعامل معها بالقانون الآتي:
درجة الحرارة بالسيلسيوس= (درجة الحرارة بالفهرنهايت -32) / 1.8.
درجة الحرارة بالفهرنهايت = درجة الحرارة بالسيلسيوس × 1.8 + 32.
التحويل بين الوحدات المختلفة
وهناك روابط تحويل أساسية للتعامل مع تغيير درجات الحرارة المختلفة وقد يمكن ذلك اكتشاف باقي علاقات التحويل من علاقات التحويل الأساسية التالية:
وعلى سبيل المثال يمكن اكتشاف تحويل وحدة درجة حرارة السيلسيوس ودرجة حرارة الفهرنهايت ونذكر أن هناك قوانين أيضا أساسية لعملية التحويل وهي:
درجة الحرارة بالسيلسيوس = درجة الحرارة بالكلفن -273.15.
درجة الحرارة بالرانكن = 5/9 × درجة الحرارة بالكلفن.
درجة الحرارة بالفهرنهايت = درجة الحرارة بالرانكن – 459.67
وسوف نذكر مثال على ذلك أصيب طفلٌ بمرضٍ ما أدّى إلى ارتفاع درجة حرارته، وأرادت والدة الطفل التأكد من ارتفاع حرارة الطفل، فقامت بإحضار مقياس درجة الحرارة الطبي الموجود في المنزل، والذي لم يتم استخدمه مسبقاً، بعد ما تم قياس درجة حرارة طفلها وجدت أنها 104، بالرغم من أنها تعلم أن درجة حرارة الإنسان الطبيعية تقارب 37.5 وهي درجة الحرارة المئوية ولو كانت درجة الحرارة 1044 سيلسيوس لمات الطفل.
لكن الأم انتبهت إلى أن الميزان يقيس درجة الحرارة بالفهرنهايت والسؤال هنا هل درجة حرارة الطفل مرتفعة؟
الإجابة إذًا تمكن من معرفة أن درجة حرارة الطفل مرتفعة فيجب فعل تحويل درجة الحرارة إلى السيلسيوس ويتم البحث عنها بالفهرنهايت، ولكن الأسهل فعله هو إذا كانت علاقة التحويل موجودة معنا يرمز لدرجة الحرارة بحرف ف ودرجة حرارة السيلسيوس بـ C:
س= (ف -32) / 1.8س= (104 -32) / 1.8س= (72) / 1.8س= 40 سيلسيوس.
إذاً الأم لم تكن تعتقد أن درجة حرارة طفلها مرتفعة بل هي حقا مرتفعة وتحتاج للطبيب.
مفهوم درجة الحرارة
يتم تعريف درجة الحرارة في علم الفيزياء بأنه مقياس سخونة وبرودة الجسم أو أي جسم ما أو مادة تقاس بمقياس درجة الحرارة نسبة إلى مرجع يحدد حسب مقياس نظام درجة حرارته للمستخدم في القياس، وتكون عادًة درجة الحرارة تلخص على حسب نظامين متساويان عندما يصل إلى حالته في الاتزان الحراري، ويمكن أيضا أن نعبر عن درجة الحرارة أنها متوسط طاقة الحرارة ومن هذا المنطلق يمكن أن يتم تفسير أن درجة الحرارة لا تعتمد على عدد الجزيئات أو الحجم.
ما هي درجة الحرارة فهرنهايت؟
وهذا النظام الأول وهو مقياس درجة حرارة فهرنهايت:
درجة حرارة فهرنهايت هي أداة للتعبير عن درجة حرارة وقد يرمز لها بالرمز f وهو مقياس الحرارة الذي تم اقتراحه نسبة للعالم الفيزيائي دانيال غابرييل فهرنهايت، والولايات المتحدة الأمريكية كانت تستخدم درجة الحرارة وكذلك الدول المرتبطة بغرب المحيط الهادئ وكان يقتصر ذلك في القرن العشرين، ولكن مع التقدم في جميع دول العالم أصبح مقياس الحرارة يتم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
ما هي درجة حرارة سيلسيوس؟
وهذا النظام الثاني وهو مقياس درجة الحرارة سيلسيوس:
درجة حرارة سيلسيوس هي التي يطلق عليها ذلك ولكن هي درجة الحرارة المئوية وهي وحدة لقياس درجات الحرارة وجميع دول العالم تستخدم ماعدا الولايات المتحدة الأمريكية وهي التي يتم تحويل بالفهرنهايت إليها وأول من اكتشفها هو العالم السويدي أندرس سيلسيوس وقد يعبر عنها برمز cوالدرجة الواحدة منها تساوي 0.١من الفرق بين درجة حرارة الماء وتجمده وذلك يتم تحت مقياس الضغط.
أدوات قياس درجة الحرارة
وهناك العديد من أدوات القياس وأشكالها ولكن من الوحدات التي يمكن استخدامها لقياس درجة الحرارة ولكن لكل وحدة قياس قواعدها وخصائصها وطريقة خاصة في القياس وكل منها تعتمد على تعريف درجة الحرارة، ولكل وحدة منها استخدام في أماكن مختلفة وجميعهم يصلح لجميع الأماكن ولكن المعتاد عليه والمتعارف هو الذي قرر أماكن استخدامهم.
وحدة قياس كلفن ويرمز لها بالإنجليزية بـ kelvin عندما يتم استخدام هذه الوحدة تكون هناك نقطة تجمد عند درجة حرارة ٢٧٣.١٥كلفن، ونقطة غليان الماء هي ٣٧٣.١٥٥كلفن.
أما وحدة القياس الثانية هي سيلسيوس ويعبر عنها بالإنجليزية بـ Celsius:
وتعبر هنا عن درجة تجمد الماء ووحدة القياس لهذا هو السيلسيوس ولكن الفرق هنا أن تكون درجة غليان الماء هنا هي ١٠٠ سيلسيوس.
ووحدة القياس الثالثة هي فهرنهايت ويعبر عنها بالإنجليزية Fahrenheit ويرمز لها بالرمز f وتنسب إلى العالم دانيال غابرييل وهي الوحدة التي يتجمد عندها الماء هي 32 فهرنهايت، بينما يغلي الماء في هذا النظام عند درجة حرارة 212 فهرنهايت.
أما عن الوحدة الرابعة وهي رانكن ويرمز لها بالإنجليزية Rankine وهي الوحدة الأقل استخدام والأقل شهرة وهنا يكون تجمد الماء عند درجة حرارة ٤٩٢٢رانكن، وقد تكون درجة حرارة الماء الذي تم غليه هي ٦٧٢٢رانكن.
كيفية التحويل من فهرنهايت إلى سيلسيوس؟
ويمكن التحويل بالوحدات التي تم ذكرها في تعريف أدوات القياس لدرجة الحرارة وذلك عبر العديد من علاقات وعند تحويل وحدة قياس من السيلسيوس إلى وحدة قياس فهرنهايت سوف يتم التعامل معها بالقانون الآتي:
درجة الحرارة بالسيلسيوس= (درجة الحرارة بالفهرنهايت -32) / 1.8.
درجة الحرارة بالفهرنهايت = درجة الحرارة بالسيلسيوس × 1.8 + 32.
التحويل بين الوحدات المختلفة
وهناك روابط تحويل أساسية للتعامل مع تغيير درجات الحرارة المختلفة وقد يمكن ذلك اكتشاف باقي علاقات التحويل من علاقات التحويل الأساسية التالية:
وعلى سبيل المثال يمكن اكتشاف تحويل وحدة درجة حرارة السيلسيوس ودرجة حرارة الفهرنهايت ونذكر أن هناك قوانين أيضا أساسية لعملية التحويل وهي:
درجة الحرارة بالسيلسيوس = درجة الحرارة بالكلفن -273.15.
درجة الحرارة بالرانكن = 5/9 × درجة الحرارة بالكلفن.
درجة الحرارة بالفهرنهايت = درجة الحرارة بالرانكن – 459.67
وسوف نذكر مثال على ذلك أصيب طفلٌ بمرضٍ ما أدّى إلى ارتفاع درجة حرارته، وأرادت والدة الطفل التأكد من ارتفاع حرارة الطفل، فقامت بإحضار مقياس درجة الحرارة الطبي الموجود في المنزل، والذي لم يتم استخدمه مسبقاً، بعد ما تم قياس درجة حرارة طفلها وجدت أنها 104، بالرغم من أنها تعلم أن درجة حرارة الإنسان الطبيعية تقارب 37.5 وهي درجة الحرارة المئوية ولو كانت درجة الحرارة 1044 سيلسيوس لمات الطفل.
لكن الأم انتبهت إلى أن الميزان يقيس درجة الحرارة بالفهرنهايت والسؤال هنا هل درجة حرارة الطفل مرتفعة؟
الإجابة إذًا تمكن من معرفة أن درجة حرارة الطفل مرتفعة فيجب فعل تحويل درجة الحرارة إلى السيلسيوس ويتم البحث عنها بالفهرنهايت، ولكن الأسهل فعله هو إذا كانت علاقة التحويل موجودة معنا يرمز لدرجة الحرارة بحرف ف ودرجة حرارة السيلسيوس بـ C:
س= (ف -32) / 1.8س= (104 -32) / 1.8س= (72) / 1.8س= 40 سيلسيوس.
إذاً الأم لم تكن تعتقد أن درجة حرارة طفلها مرتفعة بل هي حقا مرتفعة وتحتاج للطبيب.
