Туристов, прибывающих на отдых на Багамы или острова Микронезии, встречает комфортная температура воздуха 77 градусов. В Америке, при симптомах легкого недомогания человека, термометр покажет больше 98,6 градусов. А в самом бедном регионе Западной Африки вода в чайнике закипит при температуре 212 градусов.
Причина столь непривычных для европейцев цифр – в температурной шкале, которой официально пользуются всего в трёх государствах мира (Либерия, Мьянма и США). Градус по Фаренгейту – обозначается (°F) и пересчитывается в принятые международной системой единиц градусы по Цельсию (°C) по формуле F=Cх1,8+32. Так что всё в порядке: на Багамах тепло +25, повышенная температура у американца всего 37, а вода по «африканским меркам» закипает при обычных 100 градусах. Отправляясь в страну с «нетипичным градусником» можно взять свой, или воспользоваться онлайн-калькулятором в интернете.
Есть места, в которых для удобства на термометры наносят сразу две шкалы (Белиз, Бермуды, Маршалловы и Каймановы острова и др.).
По Цельсию и Фаренгейту принято производить измерения в быту (определяя погоду или оценивая состояние организма). В естественных науках, а также в различных отраслях производства используют специальные практические единицы: Ранкин, Рёмер, Ньютон, Делиль, Реомюр.
Температурная шкала английского физика лорда Кельвина Ларгского – основополагающая. Опорным являются точки : абсолютного нуля – когда прекращается тепловое движение молекул и дальнейшее охлаждение невозможно, и равновесия, когда вода может находиться одновременно в трёх состояниях – твёрдом, жидком и парообразном. Единица 1K соответствует 1/273,15 этого расстояния. Для перевод показателей в другие единицы измерения предназначены формулы: Кельвин = (273,15 + °С) и Кельвин = (459,67+ °F) : 1,8.
Градус по Цельсию в международной метрической системе
Простую шкалу измерения температуры, основанную на оценке физического состояния воды, предложил в середине 18 века шведский учёный-метеоролог Андрес Цельсий. Нулю и ста градусам по Цельсию соответствуют температуры, при которых тает лёд и закипает вода при нормальном показателе давления атмосферного воздуха (100 кПа на уровне моря). Такая нулевая точка отсчета и нормальное атмосферное давление критичны для синоптиков, поскольку замерзание воды в природе существенно меняет погоду. А градация логична и понятна для всех, ведь вода составляет основу жизни на планете. Поэтому единицу «градус Цельсия» стали использовать повсеместно и в качестве производной внесли в Международную систему единиц физических величин (СИ).
Шкала Фаренгейта используется «по старинке»
Эту шкалу за 18 лет до изобретения Цельсия предложил Габриэль Фаренгейт. Немецкий ученый нанёс деления на интервал от температуры самой холодной зимы в местности, где он проживал, до температуры тела, которую он измерил у своей супруги. На его градуснике три точки соотносились с разными свойствами воды следующим образом: 0°F – температура, при которой тает смесь из льда и соли в пропорции 1:1; а температуры замерзания и кипения воды были равны +32 °F и +212 °F соответственно. Если так, то становится понятно, что в фантастическом романе Р. Бредбери «451 градус по Фаренгейту» речь идет о показателе, при достижении которого вспыхивает и начинает гореть бумага.
Широкое использование этой шкалы в США – не более, чем дань традиции. Начиная с 1975 года, в течение 8 лет страна тщетно пыталась полностью перейти на метрическую систему СИ. Но учитывая протест большинства штатов, было решено в коммерческой деятельности, а также для личного и социального использования оставить в ходу единицы США, предусмотренные национальной системой USCS.
Логично было бы для измерения температуры использовать энергетические единицы (к примеру, джоули), ведь по своей физической сути – это кинетическая энергия молекул. Но люди научились оценивать тепло, когда ещё не знали основ термодинамики и МКТ. Древние учёные полагали, что степень нагревания тела зависит от того, сколько в нём содержится некой субстанции – теплорода. Для обозначения крепости этой смеси из обычного и особого вещества придумали условную единицу – градус. И до сих пор мы по-простому термометр называем градусником. Отсюда берёт начало и традиция указывать в градусах крепость алкогольных напитков.
Чтобы проверить себя на знание разных шкал, попробуйте без онлайн-калькулятора перевести собственную температуру тела в Фаренгейты и Кельвины? Получилось?