Beste svaret
Du pranker oss, ikke sant? Noen av de andre som svarer, vil fortelle deg 212 F. Det er bare sant når atmosfæretrykket er 1 minibank, si ved havnivå. Øk omgivelsestrykket, kokepunktet øker, slik fungerer en trykkoker. Reduser trykket og kokepunktet senker, slik fungerer en fordamper (marineprodusent for ferskvann). Her er noen kalkulatorer, men Google for å finne ut mer:
Vann – kokepunkter ved høyt trykk
Vann – kokepunkter ved vakuumtrykk
Svar
“ Hvis temperaturskalaene Celsius og Kelvin er basert på naturlige fenomener som vannets frysepunkt og kokepunkt, og absolutt null, hva er det logiske grunnlaget for Fahrenheit-skalaen? ”
Først og fremst, uttalelsen din er ikke lenger sant fra og med 2019-05-20, da SI som et enhetssystem ble modernisert, inkludert en omdefinering av kelvin sammen med tre andre enheter og en vesentlig endring i underliggende filosofi. Kelvin-skalaen er nå definert i form av Boltzmann-konstanten og har ikke noe med faste punkter å gjøre.
For Celsius-skalaen går nedfallet av direkte tilknytning til faste punkter tilbake til 1954 (og planlegger å gjøre det tilbake til 1948), da Celsius-skalaen ble definert som skalaen som er en 273,15 forskyvning fra Kelvin-skalaen. Det forholdet har ikke endret seg, selv ikke med Kelvin-skalaen i 2019. Dette definerte forholdet betyr at når definisjonen av Kelvin-skalaen endres, endres Celsius-skalaen automatisk og implisitt tilsvarende. Fra 1954 til 2019 kunne vi således utlede fra definisjonen av Celsius-skalaen sammen med definisjonen av Kelvin-skalaen i løpet av den tidsrammen at absolutt null var på nøyaktig -273,15 ° C og trippelpunktet for rent vann var på nøyaktig +0,01 ° C (fordi Kelvin-skalaen hadde absolutt null på nøyaktig 0 K og trippelpunktet for rent vann på nøyaktig 273,16 K, med Celsius-skalaen definert som forskjøvet til å være nøyaktig 273,15 lavere). Merk at det ikke var noe der inne om smeltepunktet for is (det du kaller, mindre ønskelig, vannets frysepunkt) eller vannets kokepunkt ved standard atmosfærisk trykk. Celsius-skalaen slik vi forstår og bruker den i dag, ble til i 1948 og hadde aldri noe å gjøre med isens smeltepunkt og vannets kokepunkt og hadde heller ikke noe å gjøre med et 100 graders intervall – hvis du tror det gjør eller gjorde det, forveksler du feilaktig Celsius-skalaen med den gamle Celsius-skalaen, som ble utfaset og erstattet av denne Celsius-skalaen. I motsetning til populær oppfatning er ikke Celsius-skalaen, og var ikke, bare et nytt navn på Celsius-skalaen, og den var heller ikke den samme som skalaen til Anders Celsius, noe som er forvirrende på grunn av likheten i nomenklaturen, men den nåværende skalaen var oppkalt til ære for sitt forskningsarbeid om måling av temperatur og innvirkningen av endringer i lufttrykket på smeltepunktet for is og kokepunkt for vann. Nå, ikke tolket feil jeg har skrevet. Selv om det var behov for å endre filosofien til den «metriske» måling av temperatur og å koble sammen tett og strengt den vanlige, offentlige publikumskalaen og en absolutt, termodynamisk temperaturskala, og samtidig et behov for å slutte å bruke navnet Celsius-skalaen av flere gode grunner, med begge behovene adressert sammen i 1948, ble ikke endringene gjort kavalerivt uten å bry seg om forholdet mellom de to skalaene. Det var et ønske om å gjøre temperaturverdier på den nye Celsius-skalaen identiske, om mulig, til verdiene på den gamle celsius-skalaen. Den 6-årige forsinkelsen til 1954 for å fullføre definisjonene av de nye Kelvin- og Celsius-skalaene, var å gi mer tid til bedre eksperimentell forskning på temperaturverdien absolutt null på den gamle Celsius-skalaen. selvfølgelig skjønte alle involverte at når måleteknologien forbedret seg nok i fremtiden, til slutt avvik mellom celsius-skalaen og Celsius-skalaen ville bli oppdaget, som faktisk har skjedd.
Igjen var anvendelsen av faste punkter for Celsius-skalaen i 1954-2019 indirekte ved avledning fra definisjonene av Celsius- og Kelvin-skalaene samlet, ikke direkte på grunn av definisjonen av Celsius skala av seg selv. På grunn av definisjonen av Celsius-skalaen som avledet fra Kelvin-skalaen, forårsaket endringen i 2019 i definisjonen av Kelvin-skalaen til å være basert på Boltzmann-konstanten automatisk at Celsius-skalaen ble basert på Boltzmann-konstanten og ikke på noen fast poeng – uten noen endring i definisjonen av Celsius-skalaen.
Til slutt, til ditt endelige mål, Fahrenheit-skalaen: Gabriel Fahrenheit gjennomgikk flere iterasjoner i 1720-årene angående hvordan han skulle definere temperaturskalaen hans (hans var den første temperaturskalaen) – smeltepunkt for is av en viss saltoppløsning, smeltepunkt for rent vannis, kroppstemperatur, … Basert på hans arbeid, ble folk avgjort på 32 for smeltepunktet for is og 212 for kokepunktet for vann som de foretrukne faste punktene. Disse tilsynelatende oddballtallene ser ut til å ha blitt resultatet av målinger basert på 0 for smeltepunktet for saltlakeisen (med et ønske om å unngå behovet for negative temperaturverdier i typiske tyske vintre) og 96 for menneskets kroppstemperatur, uansett hva det egentlig betydde for ham; folk likte bedre bruken av faste punkter basert på rent vann, som til slutt ble estimert til 32 og 212 på skalaen hans og ble de eksakte definisjonspunktene på skalaen. Folk så på 180 graders forskjell mellom de to faste punktene som rimelig i å være delelig med prim 2, 3 og 5, og var 3 ganger antall minutter på en time og 1/2 antall grader i en sirkel. Alt dette var rundt 70 år før det metriske systemet, så det var ikke noe fokus på krefter på 10.
Da skalaen til Anders Celsius ble justert og avgjort på 1740-tallet, ble 0 satt som smeltepunkt for is og 100 ved vannets kokepunkt ved noe nominelt trykk (Celsius selv hadde de faste punktene omvendt slik at folk ikke skulle måtte håndtere negative verdier i svenske vintre); på grunn av 100 graders skille mellom de faste punktene, ble denne skalaen ofte referert til som celsius-skalaen (fra latin for 100 grader). Å ha de samme fenomenene som faste punkter gjør det enkelt å etablere en nøyaktig formel som relaterer til to skalaer. Her hadde vi:
0 ° c = 32 ° F for isens smeltepunkt;
100 ° c for vannets kokepunkt.
Fordi begge skalaene er lineære, har vi to punkter som definerer et unikt lineært forhold mellom de to skalaene:
F = 1.8 c + 32,
der F er den numeriske verdien til temperatur på Fahrenheit-skalaen og c er den numeriske verdien på Celsius-skalaen.
Da Celsius-skalaen erstattet Celsius-skalaen, var den samme formelen ble beholdt for konvertering mellom Celsius og Fahrenheit, under antagelse om at forskjellene mellom Celsius og Celsius-skalaen ville være ubetydelige. Denne avgjørelsen hadde som en konsekvens av å effektivt definere Fahrenheit-skalaen i form av de faste punktene for Celsius, det vil si absolutt null og trippelpunktet for vann:
0 K = −273,15 ° C = −459,67 ° F for absolutt null;
273,16 K = 0,01 ° C = 32,018 ° F for trippelpunktet for vann.
Dette har vært tilfelle siden 1954, selv om over 66 år senere det er fortsatt folk som tror at Fahrenheit-skalaen er definert basert på 32 for smeltepunktet for is og 212 for kokepunktet for vann [ved standard atmosfærisk trykk]. Det kan høres ut som negativ kritikk (og jeg mener det faktisk som kritikk av utdanningssystemet i USA for ikke å fortelle ting slik de egentlig er), men det er ikke verre enn den vanlige parallelle troen på at Celsius-skalaen er definert basert på 0 for smeltepunktet for is og 100 for kokepunktet for vann [ved standard atmosfærisk trykk], noe som også har vært falskt i samme tidsperiode.
Det amerikanske vanlige systemet for måleenheter er definert mye mindre formelt enn det metriske systemet (nå SI), så det kan være vanskelig å spore historien til faktiske definisjoner. Dette gjelder for definisjonen av Fahrenheit-skalaen. Imidlertid, på et sted underveis for noen tiår siden, endret definisjonen av Fahrenheit-skalaen seg fra å være i form av faste punkter (som den gamle celsius-skalaen) til å bli definert i form av Celsius-skalaen i form av formelen ovenfor med c (for celsius temperaturverdi) erstattet av C (for Celsius temperaturverdi), akkurat som Celsius-skalaen har blitt definert i form av Kelvin-skalaen siden 1954.
Således, når definisjonen av Kelvin-skalaen endres, som det gjorde i 2019, arver Celsius-skalaen implisitt parallelle endringer, som igjen betyr at Fahrenheit-skalaen implisitt arver parallelle endringer. Med 2019-endringen av definisjonen av Kelvin-skalaen fra å være basert på faste punkter til å være i form av en definisjonsverdi av Boltzmann-konstanten, endret både Celsius og Fahrenheit-skalaen fra å være basert [indirekte] på faste punkter til å være basert på Boltzmann-konstanten.
Derfor trenger ikke lærerne og studentene å finne ut og forstå oddballverdiene, som de aldri gjorde uansett fra 1954 til 2019; det er greit å gi en referanseramme for studentene å si at isens smeltepunkt er veldig nær 0 ° C og 32 ° F, mens vannets kokepunkt er veldig nær 100 ° C og 212 ° F, men ikke påstå at disse skalaene faktisk er definert på den måten eller antyder at disse verdiene er nøyaktige, fordi ingen av dem har vært sanne siden 1954.