Temperatura: ¿Cómo se calculan las escalas Fahrenheit y Celsius?

Celsius utiliza el punto de fusión del agua (0 ° C) y el punto de ebullición del agua (100 ° C) para definir la escala.

Fahrenheit originalmente usó la temperatura más baja que el agua se congela si agrega sal (0 ° F) y la temperatura del cuerpo humano (100 ° F) para definir la escala. En esta escala, el agua pura se congela a 32 ° F y hierve a 212 ° F.

Así:

[math] F = \ frac95C + 32 [/ math]
o
[math] C = \ frac59 (F-32) [/ math]

Da la casualidad de que

[math] \ frac95 (-40) + 32 = -40 = \ frac59 (-40-32) [/ math]

Entonces -40 ° C = -40 ° F.

Usando la fórmula podemos calcular

[math] FC = F- \ frac59 (F-32) = \ frac {4F + 32} {9} [/ math]

que claramente aumenta a medida que aumenta [math] F [/ math]. (El tamaño absoluto también aumenta a medida que [math] F [/ math] se vuelve más negativo).

La otra escala de temperatura de uso común (en círculos científicos) es Kelvin, que define el cero como el cero absoluto de la temperatura (más frío de lo que no puedes ir) y utiliza el mismo grado que Celcius. En esta escala el agua se congela a 273.15K.

La escala de Kelvin es útil cuando se examina la relación lineal entre temperatura y presión, ¡como ha sido importante últimamente para la NFL y los Patriotas de Nueva Inglaterra!

Históricamente, el científico Farenheit hizo tantas líneas de trazo en su prototipo de termómetro como pudo encajar. La congelación y el hervido de agua en ese dispositivo alcanzaron las marcas de 32 y 212, con un intervalo de 180 grados (F) entre ellas. El sistema Celsius se configuró en orden inverso, con el sistema métrico de potencias de 10 en mente, para poner un intervalo de 100 grados, con ebullición a 100ºC y congelación a 0ºC.

La proporción de 180 grados a 100 grados en este intervalo generó una relación de 9/5 en las fórmulas de conversión (divida ambos entre 20). Dado que el sistema Farenheit comenzó con un termómetro marcado y luego encontró qué marcas correspondían a congelación y ebullición, mientras que el termómetro Celsius encontró donde el termómetro leía congelación y ebullición y luego marcó esos puntos con 0 y 100, esto dejó un desfase entre ambos en casos. Al trazar la gráfica, como lo hizo otro respondedor, dos líneas con diferentes pendientes se encontrarán en un lugar, en este caso cuando ambas temperaturas = -40. (Eso es -40 grados de congelación en grados Celsius, y -72 grados de congelación en Farenheit. Divida ambos por 8, en este caso, y obtendrá la proporción de 5 a 9 nuevamente.

Volviendo a su pregunta específicamente entonces, hay más disparidad en el extremo más caluroso de la escala porque los humanos pasamos mucho más tiempo de existencia cerca de las temperaturas más altas que nosotros, al menos fuera de Minnesota, a 40 bajo cero. En los reinos más cálidos, el Farenheit sube más rápido que el Celsius, por lo que la propagación entre los números aumenta, cuanto más caliente se pone. Lo mismo se aplica a 100 bajo cero, en la dirección opuesta, pero no muchas personas se encuentran con el clima así todos los días.

La escala Celsius se define como 0 Celsius es la temperatura de congelación del H2O puro a 1 atmósfera de presión, mientras que el punto de ebullición del H2O puro es de 100 Celsius, también a presión estándar. La escala Fahrenheit usa 32 como punto de congelación y 212 como punto de ebullición. 212 – 32 = 180. Por lo tanto, la diferencia entre el punto de congelación y el punto de ebullición del agua es de 100 grados centígrados (a veces llamada Centígrados) o 180 grados Fahrenheit.
Para convertir de F a C, reste 32 (la diferencia entre la congelación en F y 0 grados F) luego divida por 180 (la cantidad de grados F desde la congelación hasta la ebullición) y multiplique por 100 (la cantidad de grados C desde la congelación hasta la ebullición .) Esto puede ser simplificado por lo siguiente:
100/180 = 5/9.
Tenga en cuenta que -40 F = -40 C. (Tómese un momento para realizar la conversión y demuéstrese esto a sí mismo)

Porque las escalas se definen arbitrariamente con diferentes tamaños de grados y con diferentes, pero bastante cerca, cero puntos. Cuando se tiene esa situación, es probable que haya una temperatura, y solo una, temperatura a la que coincidirán las escalas. Para las escalas Fahrenheit y Celcius, eso sucede a -40. Si recuerdo correctamente, Fahrenheit utilizó el punto de congelación del agua de mar y la temperatura del cuerpo humano como sus puntos de cero y 100 grados, mientras que la escala Celsius utiliza los puntos de congelación y ebullición del agua pura. Podríamos definir una escala de temperatura con el punto de ebullición del nitrógeno como cero y el punto de fusión del hierro como 100, y el punto en el que esta escala coincidiría con cualquier otro sería muy diferente.

Grafique la relación b / w F y C. A medida que la temperatura (ya sea en F o C) disminuye en valor, las dos líneas se aproximan entre sí. Por lo tanto, Fahrenheit se acerca a Celcius cuando la temperatura (ya sea en F o C) disminuye (coinciden en 40C o 40F).

La escala celsius es posiblemente la más lógica. Cero centígrado es el punto de congelación del agua, 100 centígrados es el punto de ebullición del agua al nivel del mar. Divide el espacio entre ellos de manera uniforme y tienes grados centígrados.

La escala Fahrenheit tomó un camino mucho más largo y más extraño. Zero fahrenheit se colocó a la temperatura más fría que el hombre podía alcanzar en ese momento, y la parte superior de la escala se basó en la temperatura de su cuerpo. Luego dividió eso en 12, luego subdividió cada una de esas divisiones en 8, lo que significa que su temperatura corporal era de 96 grados en la escala.

Obviamente, eso es imposible de estandarizar, por lo que la escala se ha recalibrado de modo que 32 Fahrenheit es el punto de congelación del agua y 212 Fahrenheit es el punto de ebullición. No es realmente intuitivo, pero al menos funciona.

Para su pregunta final, sobre la disparidad, eso es solo una función de las matemáticas. Las dos escalas son lineales, pero usan grados diferentes, lo que significa que coincidirán en algún punto. Ese punto pasa a ser -40 grados. No hay importancia para eso, simplemente es donde se encuentran las escalas. Cuanto más cerca esté de -40, más similares serán las dos temperaturas. Cuanto más lejos estés, más diferentes serán.

Hay un sistema métrico para la longitud, la temperatura, la distancia y todos tienen sus unidades SI también. Tienen su convertidor de temperatura, conversión de distancia, convertidor de longitud, conversión de velocidad, convertidor de densidad, conversión de volumen, etc. Por lo tanto, todas estas cosas se calculan.

Si no eres bueno en matemáticas y quieres una conversión rápida de estadio, usa (2 x C) + 30 = F. Para una ecuación más precisa, usa 1.8C + 32.

Para agregar a la otra respuesta,
F = 1.8 * C + 32. En C = -40, F también lo hace.