قياس درجة الحرارة
تُستخدم ثلاث وحدات رئيسية في قياس درجات الحرارة، وهي: درجة مئوية (سلسيوس)، وفهرنهايت، وكلفن. وفقًا للنظام الدولي للوحدات، تم اعتماد وحدة الكلفن كوحدة قياسية لقياس درجة الحرارة، ولكن النظام المئوي، أي درجة سلسيوس، هو الأكثر شيوعًا لاستخدامه نظرًا لسهولة فهمه. بالمقابل، تعتمد الولايات المتحدة الأمريكية نظام الفهرنهايت لقياس درجات الحرارة. هناك اختلافات جوهرية بين هذه الوحدات، لذا يتم اللجوء إلى معادلات محددة للتحويل بينها، وسنستعرض هنا بعض هذه المعادلات وتفاصيلها.
تعريف الدرجة المئوية والفهرنهايت
كما أشرنا سابقًا، هناك ثلاث وحدات مستخدمة لقياس درجة الحرارة، وهي: درجة مئوية (سلسيوس)، فهرنهايت وكلفن. في هذا السياق، سوف نعرف كل وحدة ونبين كيفية التحويل بين درجة مئوية (سلسيوس) ودرجة فهرنهايت.
- الدرجة المئوية (سلسيوس): تُعد واحدة من الوحدات الثلاث المستخدمة لقياس درجة الحرارة، ورمزها هو (C). في الظروف القياسية، تكون الدرجة السلزيوية مساويةً لـ 1/100 من الفرق بين درجة غليان الماء ودرجة تجمده. قبل أن تُغيّر تسميتها إلى سلسيوس عام 1948، كانت تُعرف باسم سنتيغراد (centigrade). سُميت سلسيوس نسبة إلى عالم الفلك آندرس سلزيوس الذي اقترح أن درجة الصفر تمثل تجمد الماء ودرجة المائة تمثل غليانه. ورغم عدم اعتماد اقتراحه حتى عام 1747، أصبحت هذه الوحدة شائعة الاستخدام في الإعلام والمجالات العلمية.
- الفهرنهايت: تُعتبر واحدة من الوحدات الثلاث المستخدمة في قياس درجة الحرارة، ورمزها هو (F). سُمي هذا النظام نسبةً لعالم الفيزياء دانيال غابرييل فهرنهايت من ألمانيا في عام 1724. تُستخدم وحدة الفهرنهايت بشكل واسع في الولايات المتحدة، بينما تتبنى بقية دول العالم النظام المئوي (سلسيوس).
- الكلفن: تُعد الوحدة الثالثة للقياس ورمزها هو (K)، وأُطلق هذا الاسم نسبةً لعالم الفيزياء والهندسة اللورد كيلفن من بريطانيا. يوضح الكلفن العلاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته المطلقة، حيث يزداد حجم الغاز بمقدار 1/273 مع زيادة درجة الحرارة بمقدار كلفن واحد. ورغم عدم استخدامها على نطاق واسع في الحياة اليومية، تُعتبر السلسيوس والفهرنهايت أكثر شيوعًا. يُمثل الصفر المطلق أو 0 كلفن درجة الحرارة التي تتوقف عندها الجزيئات عن الحركة، وهو ما لا يمكن الوصول إليه علمياً.
التحويل بين درجة سلسيوس وفهرنهايت
توجد علاقة بين درجة الحرارة المئوية (سلسيوس) ودرجة الحرارة بالفهرنهايت، وهي كالتالي:
الدرجة بالفهرنهايت = (الدرجة بالسلسيوس × 1.8) + 32
الدرجة بالسلسيوس = (الدرجة بالفهرنهايت – 32) / 1.8
مثال 1: إذا كانت درجة حرارة الجو في واشنطن 80.6 فهرنهايت، فما هي درجة الحرارة بالسلسيوس؟
الحل:
الدرجة بالسلسيوس = (الدرجة بالفهرنهايت – 32) / 1.8
= (80.6 – 32) / 1.8
= 48.6 / 1.8
≈ 27 درجة مئوية (سلسيوس)
مثال 2: إذا كانت درجة الحرارة في غور الأردن 35 درجة سلسيوس، فما هي درجة الحرارة بالفهرنهايت؟
الحل:
الدرجة بالفهرنهايت = (الدرجة بالسلسيوس × 1.8) + 32
= (35 × 1.8) + 32
= 63 + 32
= 95 درجة فهرنهايت
مثال 3: ما هي درجة غليان الماء بالفهرنهايت؟
الحل:
درجة غليان الماء بالسلسيوس هي 100 درجة.
الدرجة بالفهرنهايت = (الدرجة بالسلسيوس × 1.8) + 32
= (100 × 1.8) + 32
= 180 + 32
= 212 درجة فهرنهايت
فيديو عن معادلات التحويل بين درجات الحرارة
لمعرفة المزيد حول معادلات التحويل بين درجات الحرارة، يُمكنك مشاهدة الفيديو.