Bästa svaret
Du pratar oss, eller hur? Några av de andra som svarar kommer att berätta för dig 212 F. Det är bara sant när atmosfärstrycket är 1 ATM säger vid havsnivå. Öka omgivningstrycket, kokpunkten ökar, så här fungerar en tryckkokare. Sänk trycket och kokpunkten sänks, så fungerar en förångare (flottans sötvattentillverkare). Här är några miniräknare, men Google för att ta reda på mer:
Vatten – kokpunkter vid högt tryck
Vatten – kokpunkter vid vakuumtryck
Svar
“ Om temperaturskalorna Celsius och Kelvin baseras på naturfenomen som vattenets frys- och kokpunkter och absolut noll, vad är den logiska grunden för Fahrenheit-skalan? ”
Först och främst, ditt uttalande är inte längre sant från och med 2019-05-20, då SI som ett enhetssystem moderniserades, inklusive en omdefiniering av kelvin tillsammans med tre andra enheter och en väsentlig förändring i underliggande filosofi. Kelvin-skalan definieras nu i termer av Boltzmann-konstanten och har inget att göra med fasta punkter.
För Celsius-skalan går nedfallet av direkt koppling till fasta punkter tillbaka till 1954 (och planerar att göra det tillbaka till 1948), då Celsius-skalan definierades som skalan som är en 273,15 förskjutning från Kelvin-skalan. Det förhållandet har inte förändrats, inte ens med Kelvin-skalans förändring 2019. Detta definierade förhållande betyder att närhelst definitionen av Kelvin-skalan ändras, ändras Celsius-skalan automatiskt och implicit på motsvarande sätt. Således kunde vi från 1954 till 2019 härleda från definitionen av Celsius-skalan tillsammans med definitionen av Kelvin-skalan under den tidsramen att absolut noll var exakt −273,15 ° C och trippelpunkten för rent vatten var vid exakt +0,01 ° C (eftersom Kelvin-skalan hade absolut noll vid exakt 0 K och trippelpunkten för rent vatten vid exakt 273,16 K, med Celsius-skalan definierad som förskjuten till exakt 273,15 lägre). Observera att det inte fanns något där om smältpunkten för is (vad du kallar, mindre önskvärt, fryspunkten för vatten) eller vattenets kokpunkt vid standardatmosfärstryck. Celsius-skalan, som vi förstår och använder den idag, uppstod 1948 och hade aldrig något att göra med isens smältpunkt och kokpunkten för vattnet eller hade något att göra med ett 100 graders intervall – om du tror att det gör det eller gjorde du felaktigt förväxlar Celsius-skalan med den gamla celsiusskalan, som avskaffades och ersattes av denna Celsius-skala. I motsats till vad som allmänt anses är Celsius-skalan inte, och var inte, helt enkelt ett byte av namn på celsiusskalan, och det var inte detsamma som skalan för Anders Celsius, vilket är förvirrande på grund av likheten i nomenklaturen, men den nuvarande skalan var utsågs till hans ära för sitt forskningsarbete om mätning av temperatur och påverkan av lufttryckförändringar på isens smältpunkt och kokpunkten för vatten. Nu, tolk inte fel vad jag har skrivit. Även om det fanns ett behov av att ändra filosofin för den ”metriska” temperaturmätningen och att koppla ihop tätt och rigoröst den gemensamma, allmänna allmänheten och en absolut, termodynamisk temperaturskala och samtidigt ett behov av att upphöra med att använda namnet Celsiusskala av flera goda skäl, med båda behoven adresserade tillsammans 1948, gjordes ändringarna inte kavaleriskt utan att bry sig om förhållandet mellan de två skalorna. Det var en önskan att göra temperaturvärdena på den nya Celsius-skalan identiska, om möjligt, värdena på den gamla celsiusskalan. Den 6-åriga förseningen fram till 1954 för att slutföra definitionerna av de nya Kelvin- och Celsius-skalorna var att ge mer tid för bättre experimentell forskning om temperaturvärdet absolut noll på den gamla celsiusskalan. naturligtvis insåg alla inblandade att när mättekniken förbättrades tillräckligt i framtiden så småningom skulle avvikelser mellan celsius- och Celsius-skalorna upptäckas, vilket faktiskt har hänt.
Återigen var fasta punkter för Celsius-skalan 1954-2019 indirekt genom härledning från definitionerna av Celsius- och Kelvin-skalorna tillsammans, inte direkt på grund av definitionen av Celsius skala av sig själv. På grund av definitionen av Celsius-skalan som härledd från Kelvin-skalan, orsakade förändringen i 2019 av definitionen av Kelvin-skalan till att vara baserad på Boltzmann-konstanten automatiskt att Celsius-skalan baserades på Boltzmann-konstanten och inte på någon fast punkter – utan någon förändring av definitionen på Celsius-skalan.
Slutligen, till ditt yttersta mål, Fahrenheit-skalan: Gabriel Fahrenheit gick igenom flera iterationer på 1720-talet angående hur man definierade sin temperaturskala (hans var den första temperaturskalan) – smältpunkt för en viss is saltlösning, smältpunkt för rent vattenis, människokroppstemperatur, … Baserat på hans arbete bestämde sig folk för 32 för smältpunkten för is och 212 för kokpunkten för vatten som de föredragna fasta punkterna. Dessa till synes udda kulnummer tycks ha resulterat från mätningar baserade på 0 för saltlösningens saltlösning (med en önskan att undvika behovet av negativa temperaturvärden i typiska tyska vintrar) och 96 för människokroppstemperatur, oavsett vad det egentligen betydde för honom; folk gillade bättre användningen av fasta punkter baserade på rent vatten, vilket slutade uppskattas till 32 och 212 på hans skala och blev de exakta avgörande punkterna på skalan. Människor ansåg att 180 graders skillnad mellan de två fasta punkterna var rimlig för att vara delbar med prim 2, 3 och 5 och var tre gånger antalet minuter på en timme och 1/2 antalet grader i en cirkel. Allt detta var cirka 70 år före det metriska systemet, så det fanns inget fokus på krafterna på 10.
När skalan för Anders Celsius justerades och avgjordes på 1740-talet sattes 0 som smältpunkt för is och 100 vid kokpunkten för vatten vid något nominellt tryck (Celsius själv hade de fasta punkterna omvända så att människor inte skulle behöva hantera negativa värden i svenska vintrar); på grund av den 100 graders åtskillnaden mellan de fasta punkterna, kallades denna skala vanligtvis för celsiusskala (från latin för 100 grader). Att ha samma fenomen som fasta punkter gör det enkelt att skapa en exakt formel för två skalor. Här hade vi:
0 ° c för isens smältpunkt;
100 ° c för vattenets kokpunkt.
Eftersom båda skalorna är linjära har vi två punkter som definierar ett unikt linjärt förhållande mellan de två skalorna:
F = 1.8 c + 32,
där F är det numeriska värdet på temperatur på Fahrenheit-skalan och c är det numeriska värdet på celsiusskalan.
När Celsius-skalan ersatte Celsius-skalan, samma formeln behölls för omvandlingen mellan Celsius och Fahrenheit, under antagandet att skillnaderna mellan celsius- och Celsius-skalan skulle vara försumbar. Beslutet hade som en följd av att Fahrenheit-skalan effektivt definierades i termer av de fasta punkterna för Celsius, det vill säga absolut noll och trippelpunkten för vatten:
0 K = −273,15 ° C = −459,67 ° F för absolut noll;
273,16 K = 0,01 ° C = 32,018 ° F för trippelpunkten för vatten.
Detta har varit fallet sedan 1954, även om över 66 år senare det finns fortfarande människor som tror att Fahrenheit-skalan definieras baserat på 32 för smältpunkten för is och 212 för kokpunkten för vatten [vid standardatmosfärstryck]. Det kan låta som negativ kritik (och jag tänker verkligen det som kritik mot utbildningssystemet i USA för att inte berätta saker som de verkligen är), men det är inte värre än den vanliga parallella tron att Celsius-skalan är definierad baserat på 0 för smältpunkten för is och 100 för kokpunkten för vatten [vid standardatmosfärstryck], vilket också har varit falskt under samma tid.
Det amerikanska vanliga systemet för måttenheter är definieras mycket mindre formellt än det metriska systemet (nu SI), så det kan vara svårt att spåra historien om faktiska definitioner. Detta gäller för definitionen av Fahrenheit-skalan. Men någonstans längs vägen för några decennier sedan förändrades definitionen av Fahrenheit-skalan från att vara i termer av fasta punkter (som den gamla celsiusskalan) till att definieras i termer av Celsius-skalan i termer av formeln ovan med c (för Celsius temperaturvärde) ersatt av C (för Celsius temperaturvärde), precis som Celsius-skalan har definierats i termer av Kelvin-skalan sedan 1954.
Således, när definitionen av Kelvin-skalan ändras, som det gjorde det 2019, Celsius-skalan ärver implicit parallella förändringar, vilket i sin tur betyder att Fahrenheit-skalan implicit ärver parallella förändringar. Med ändringen av definitionen av Kelvin-skalan från 2019 från att vara baserad på fasta punkter till att vara i termer av ett definierande värde för Boltzmann-konstanten ändrades både Celsius- och Fahrenheit-skalorna från att baseras [indirekt] på fasta punkter till att vara baserad på Boltzmann-konstanten.
Därför behöver lärarna och eleverna inte ta reda på och förstå oddballens fasta punktvärden, vilket de aldrig gjorde ändå från 1954 till 2019; det är bra att tillhandahålla en referensram för eleverna att säga att isens smältpunkt ligger mycket nära 0 ° C och 32 ° F medan kokpunkten för vatten är mycket nära 100 ° C och 212 ° F, men kan inte hävda att dessa skalor faktiskt definieras på det sättet eller antyder att dessa värden är exakta, eftersom inget har varit sant sedan 1954.