Độ Fahrenheit

Độ Fahrenheit; Độ F
	Nhiệt kế với đơn vị độ Fahrenheit (được đánh dấu ở viền ngoài) và đơn vị độ Celsius (được đánh dấu vòng bên trong). Thang đo Fahrenheit là thang đo nhiệt độ chuẩn hóa đầu tiên được sử dụng rộng rãi.
Thông tin đơn vị
Hệ thống đơn vị	Hệ đo lường Mỹ
Đơn vị của	Nhiệt độ
Kí hiệu	°F
Được đặt tên theo	Daniel Gabriel Fahrenheit
°C	(x − 32) × 0.55 °C

Độ Fahrenheit (℉ hay độ F), là một thang nhiệt độ được đặt theo tên nhà vật lý người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736).

Lịch sử

Fahrenheit phát triển thang nhiệt độ của ông sau khi viếng thăm nhà thiên văn học người Đan Mạch Ole Rømer ở Copenhagen. 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॰, điểm sôi là 60॰, và thân nhiệt trung bình của con người theo đó sẽ là 22,5 độ theo phép đo của Rømer.^{[cần dẫn nguồn]}

Fahrenheit chọn ^[1] 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 chloride ( ${\ce {NH4Cl}}$ )" (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.^{[cần dẫn nguồn]}

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).^[2]

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 băng và nhiệt 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

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

Công thức chuyển đổi cơ bản

**Các công thức đổi nhiệt độ**
Đổi từ	Sang	Công thức
Fahrenheit	Celsius	°C = 5/9 (F – 32)
Celsius	Fahrenheit	°F = 9/5 C + 32
Celsius	Kelvin	K = C + 273,15
Kelvin	Celsius	°C = K - 273,15
Kelvin	Fahrenheit	°F= 9/5 (K – 273,15) + 32
Fahrenheit	Kelvin	K = 5/9 (F - 32) + 273,15
các công thức chuyển đổi khác Máy tính chuyển đổi thang nhiệt độ Lưu trữ 2010-01-11 tại Wayback Machine

Các 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	T_t(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 XIX)	–	Tây Âu tới thế kỷ XIX	–

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

Chuyển đổi nhiệt độ

Chuyển đổi giữa các thang nhiệt độ
thành \ từ	Độ Kelvin (K)	Độ C (Celsius) (°C)	Độ Réaumur (°Ré)	Độ Fahrenheit (°F)
T_Kelvin	= T_K	= $\vartheta$ + 273,15	= T_Ré · 1,25 + 273,15	= (T_F + 459,67) ÷ 1,8
$\mathrm {\vartheta _{Celsius}}$	= T_K − 273,15	= $\vartheta$	= T_Ré · 1,25	= (T_F − 32) ÷ 1,8
T_Réaumur	= (T_K − 273,15) · 0,8	= $\vartheta$ · 0,8	= T_Ré	= (T_F − 32) ÷ 2,25
T_Fahrenheit	= T_K · 1,8 − 459,67	= $\vartheta$ · 1,8 + 32	= T_Ré · 2,25 + 32	= T_F
T_Rankine	= T_K · 1,8	= $\vartheta$ · 1,8 + 491,67	= T_Ré · 2,25 + 491,67	= T_F + 459,67
T_Rømer	= (T_K − 273,15) · 21/40 + 7,5	= $\vartheta$ · 21/40 + 7,5	= T_Ré · 21/32 + 7,5	= (T_F − 32) · 7/24 + 7,5
T_Delisle	= (373,15 − T_K) · 1,5	= (100 − $\vartheta$ ) · 1,5	= (80 − T_Ré) · 1,875	= (212 − T_F) · 5/6
T_Newton	= (T_K − 273,15) · 0,33	= $\vartheta$ · 0,33	= T_Ré · 0,4125	= (T_F − 32) · 11/60

nach \ von	Độ Rankine (°Ra)	Độ Rømer (°Rø)	Độ Delisle (°De)	Độ Newton (°N)
T_Kelvin	= T_Ra ÷ 1,8	= (T_Rø − 7,5) · 40/21 + 273,15	= 373,15 − T_De · 2/3	= T_N · 100/33 + 273,15
$\mathrm {\vartheta _{Celsius}}$	= T_Ra ÷ 1,8 − 273,15	= (T_Rø − 7,5) · 40/21	= 100 − T_De · 2/3	= T_N · 100/33
T_Réaumur	= T_Ra ÷ 2,25 - 218,52	= (T_Rø − 7,5) · 32/21	= 80 − T_De · 8/15	= T_N · 80/33
T_Fahrenheit	= T_Ra − 459,67	= (T_Rø − 7,5) · 24/7 + 32	= 212 − T_De · 1,2	= T_N · 60/11 + 32
T_Rankine	= T_Ra	= (T_Rø − 7,5) · 24/7 + 491,67	= 671,67 − T_De · 1,2	= T_N · 60/11 + 491,67
T_Rømer	= (T_Ra − 491,67) · 7/24 + 7,5	= T_Rø	= 60 − T_De · 0,35	= T_N · 35/22 + 7,5
T_Delisle	= (671,67 − T_Ra) · 5/6	= (60 − T_Rø) · 20/7	= T_De	= (33 − T_N) ÷ 0,22
T_Newton	= (T_Ra − 491,67) · 11/60	= (T_Rø − 7,5) · 22/35	= 33 − T_De · 0,22	= T_N

So sánh

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

Chú thích nguồn gốc

^ nhiệt kế (2019).
^ Daniel Gabriel Fahrenheit: Experimente und Beobachtungen über das Gefrieren des Wassers im Vacuum. Phil. Transact. Luân Đôn. Vol. XXXIII, 1724, S. 78–84. In: Arthur von Oettingen (Hrsg.): Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften, Bd. 57. Engelmann, Leipzig 1894.