Fahrenheit

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grau Fahrenheit
Raumthermometer Fahrenheit + Celsius.jpg
Termômetro com unidades de graus Fahrenheit (marcado na moldura externa) e Celsius (marcado no mostrador interno). A escala Fahrenheit foi a primeira escala padronizada de temperatura a ser amplamente utilizada.
Informação geral
Sistema de unidadesImperial / costume americano
Unidade deTemperatura
Símbolo° F
Nomeado apósDaniel Gabriel Fahrenheit
Conversões
x  ° F em ...... é igual a ...
   ° C   5/9( x - 32)

A escala Fahrenheit ( / f Æ r ə n h t / ou / f ɑː r ə n h t / ) é uma escala de temperatura com base em uma proposta em 1724 pelo físico Gabriel Fahrenheit (1686-1736). [1] [2] Ele usa o grau Fahrenheit (símbolo: ° F) como a unidade. Existem vários relatos de como ele definiu originalmente sua escala, mas o artigo original sugere que o ponto de definição inferior, 0 ° F, foi estabelecido como a temperatura de congelamento de uma solução de salmoura feita de uma mistura de água, gelo e cloreto de amônio (a sal ). [3] [4] O outro limite estabelecido foi sua melhor estimativa da temperatura média do corpo humano , originalmente definida em 90 ° F, depois em 96 ° F (cerca de 2,6 ° F a menos que o valor moderno devido a uma redefinição posterior da escala [3] ). No entanto, ele notou um ponto médio de 32 ° F, definido para a temperatura da água gelada.

A escala Fahrenheit agora é geralmente definida por dois pontos fixos com uma separação de 180 ° F: a temperatura na qual o gelo de água pura congela é definida como 32 ° F e o ponto de ebulição da água é definido como 212 ° F, ambos ao nível do mar e sob pressão atmosférica padrão .

Nas primeiras décadas do século 18 na República Holandesa , Fahrenheit [1] fez duas descobertas revolucionárias na história da termometria . [5] Ele inventou o termômetro de mercúrio em vidro (primeiro termômetro prático, muito usado e preciso) [5] [6] e a escala Fahrenheit. Fahrenheit foi a primeira escala de temperatura padronizada a ser amplamente utilizada, embora seu uso agora seja limitado. É a escala de temperatura oficial nos Estados Unidos (incluindo seus territórios não incorporados ), seus estados livremente associados no Pacífico Ocidental ( Palau , oEstados Federados da Micronésia e Ilhas Marshall ), as Ilhas Cayman e a ex-colônia americana da Libéria . Fahrenheit é usado junto com a escala Celsius em Antígua e Barbuda e em outros países que usam o mesmo serviço meteorológico , como Saint Kitts e Nevis , Bahamas e Belize. Um punhado de Territórios Britânicos Ultramarinos ainda usa ambas as escalas, incluindo as Ilhas Virgens Britânicas , Montserrat , Anguila e Bermudas. [7]No Reino Unido, os valores em graus Fahrenheit às vezes são usados ​​nas manchetes dos jornais para sensacionalizar as ondas de calor. [8] Todos os outros países agora usam a escala Celsius , o nome dado à escala centígrada em 1948 em homenagem ao astrônomo sueco Anders Celsius .

Definição e à conversão

Fórmulas de conversão de temperatura Fahrenheit
de Fahrenheit para Fahrenheit
Celsius [° C] = ([° F] - 32) ×  59 [° F] = [° C] ×  95  + 32
Kelvin [K] = ([° F] + 459,67) ×  59 [° F] = [K] ×  95  - 459,67
Rankine [° R] = [° F] + 459,67 [° F] = [° R] - 459,67
Para intervalos de temperatura em vez de temperaturas específicas,
1 ° F = 1 ° R = 59  ° C = 59  K Comparações entre várias escalas de temperatura

Na escala Fahrenheit, o ponto de fusão da água é 32 ° F e o ponto de ebulição é 212 ° F (na pressão atmosférica padrão ). Isso separa os pontos de ebulição e congelamento da água em 180 graus. [9] Portanto, um grau na escala Fahrenheit é 1180 do intervalo entre o ponto de congelamento e o ponto de ebulição. Na escala Celsius, os pontos de congelamento e ebulição da água estão separados por 100 graus. Um intervalo de temperatura de 1 ° F é igual a um intervalo de 59  graus Celsius. As escalas Fahrenheit e Celsius se cruzam em −40 ° (ou seja, −40 ° F = −40 ° C).

O zero absoluto é −273,15 ° C ou −459,67 ° F. A escala de temperatura Rankine usa intervalos de graus do mesmo tamanho que os da escala Fahrenheit, exceto que o zero absoluto é 0 ° R - da mesma forma que a escala de temperatura Kelvin corresponde à escala Celsius, exceto que o zero absoluto é 0 K. [9 ]

A combinação do símbolo de grau (°) seguido por uma letra F maiúscula é o símbolo convencional para a escala de temperatura Fahrenheit. Um número seguido por este símbolo (e separado dele por um espaço) denota um ponto específico de temperatura (por exemplo, " Gálio derrete a 85,5763 ° F"), uma diferença entre temperaturas (por exemplo, "A saída do trocador de calor sofre um aumento de 72 ° F ") ou uma incerteza na temperatura (por exemplo," Nossa incerteza padrão é ± 5 ° F "). [10] O símbolo da escala Celsius também usa o símbolo do grau (° C), enquanto o símbolo da escala Kelvin é apenas uma letra K maiúscula [11] [12]O valor numérico de uma diferença de temperatura ou intervalo de temperatura é o mesmo quando expresso em graus Celsius ou Kelvin. [uma]

Conversão (ponto de temperatura específica)

Para uma conversão exata entre Fahrenheit e Celsius de um ponto de temperatura específico , as seguintes fórmulas podem ser aplicadas. Aqui, f é o valor em Fahrenheit ec o valor em Celsius:

  • f  ° Fahrenheit a c  ° Celsius: ( f - 32) ° F ×5 ° C/9 ° F = ( f - 32)/1,8 ° C = c  ° C
  • c  ° Celsius a f  ° Fahrenheit: ( c  ° C ×9 ° F/5 ° C) + 32 ° F = ( c × 1,8) ° F + 32 ° F = f  ° F

Há também uma conversão exata usando a igualdade −40 ° F = −40 ° C. Novamente, f é o valor em Fahrenheit ec o valor em Celsius:

  • f  ° Fahrenheit a c  ° Celsius: (( f + 40) ÷ 1,8) - 40 = c .
  • c  ° Celsius a f  ° Fahrenheit: (( c + 40) × 1,8) - 40 = f .

Conversão (diferença de temperatura ou intervalo)

Ao converter um intervalo de temperatura entre ° F e ° C, apenas a razão é usada, sem qualquer constante (neste caso, o intervalo tem o mesmo valor numérico em Kelvin que em graus Celsius):

  • f  ° Fahrenheit a c  ° Celsius ou Kelvin: f  ° F ×5 ° C/9 ° F = f/1,8 ° C = c  ° C = c  K
  • c  ° Celsius a f  ° Fahrenheit: c  ° C ×9 ° F/5 ° C ° F = ( c × 1,8) ° F = f  ° F

História

Daniel Gabriel Fahrenheit , um pioneiro da medição de temperatura padronizada e o criador da era da termometria de precisão . [10] Ele inventou o termômetro de mercúrio em vidro (primeiro termômetro preciso, prático e amplamente utilizado) [6] e a escala Fahrenheit (a primeira escala de temperatura padronizada a ser amplamente utilizada).

Fahrenheit propôs sua escala de temperatura em 1724, baseando-se em dois pontos de referência de temperatura. Em sua escala inicial (que não é a escala Fahrenheit final), o ponto zero foi determinado colocando o termômetro em "uma mistura de gelo , água e salis Armoniaci [13] [trad. Cloreto de amônio ] ou mesmo sal marinho". [14] Esta combinação forma um sistema eutético que estabiliza sua temperatura automaticamente: 0 ° F foi definido como sendo aquela temperatura estável. Um segundo ponto, 96 graus, era aproximadamente a temperatura do corpo humano ( sanguine hominis sani , o sangue de uma pessoa saudável). [14]Um terceiro ponto, 32 graus, foi marcado como sendo a temperatura do gelo e da água "sem os sais mencionados". [14]

De acordo com uma história alemã, Fahrenheit realmente escolheu a temperatura do ar mais baixa medida em sua cidade natal Danzig (Gdańsk, Polônia ) no inverno 1708/09 como 0 ° F, e só mais tarde teve a necessidade de tornar esse valor reproduzível usando salmoura. [15]

De acordo com uma carta que Fahrenheit escreveu a seu amigo Herman Boerhaave , [16] sua escala foi construída com base no trabalho de Ole Rømer , a quem ele havia conhecido antes. Na escala de Rømer , a salmoura congela em zero, a água congela e derrete a 7,5 graus, a temperatura corporal é 22,5 e a água ferve a 60 graus. Fahrenheit multiplicou cada valor por quatro para eliminar as frações e tornar a escala mais refinada. Ele então recalibrou sua escala usando o ponto de fusão do gelo e a temperatura normal do corpo humano (que estavam em 30 e 90 graus); ele ajustou a escala de modo que o ponto de derretimento do gelo fosse 32 graus e a temperatura corporal 96 graus, de modo que 64 intervalos separassem os dois, permitindo-lhe marcar linhas de graus em seus instrumentos simplesmente dividindo o intervalo seis vezes (uma vez que 64 é 2 elevado à sexta potência). [17] [18]

Fahrenheit logo depois observou que a água ferve a cerca de 212 graus usando essa escala. [19] O uso do pontos de congelação e de ebulição da água como termómetro pontos fixos de referência tornou-se popular seguindo o trabalho de Anders Celsius e estes pontos fixos foram aprovados por um comité da Royal Society conduzido por Henry Cavendish em 1776. [20] Sob Neste sistema, a escala Fahrenheit é ligeiramente redefinida para que o ponto de congelamento da água seja exatamente 32 ° F e o ponto de ebulição seja exatamente 212 ° F ou 180 graus mais alto. É por esta razão que a temperatura normal do corpo humanoé de aproximadamente 98,6 ° (temperatura oral) na escala revisada (enquanto era 90 ° na multiplicação de Rømer em Fahrenheit e 96 ° em sua escala original). [21]

Na escala Fahrenheit atual, 0 ° F não corresponde mais à temperatura eutética da salmoura de cloreto de amônio conforme descrito acima. Em vez disso, essa eutética está em aproximadamente 4 ° F na escala Fahrenheit final. [22]

A escala de temperatura Rankine foi baseada na escala de temperatura Fahrenheit, com seu zero representando o zero absoluto .

Uso

  Países que usam Fahrenheit (° F).
  Países que usam Fahrenheit (° F) e Celsius (° C).
  Países que usam Celsius (° C).
Termômetro CF.svg

A escala Fahrenheit foi o principal padrão de temperatura para fins climáticos, industriais e médicos nos países de língua inglesa até a década de 1960. No final dos anos 1960 e 1970, a escala Celsius substituiu o Fahrenheit em quase todos esses países - com a notável exceção dos Estados Unidos e, em certos casos, do Reino Unido - normalmente durante seu processo de metrificação geral .

Fahrenheit é usado nos Estados Unidos, seus territórios e estados associados (todos servidos pelo Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA ), bem como nas Ilhas Cayman e na Libéria para aplicações diárias. Por exemplo, as previsões do tempo nos EUA, o preparo dos alimentos e as temperaturas de congelamento são normalmente fornecidas em graus Fahrenheit. Cientistas, incluindo meteorologistas, usam graus Celsius ou Kelvin em todos os países. [23]

No início do século 20, Halsey e Dale sugeriram que as razões para a resistência ao uso do sistema centígrado (agora Celsius) nos Estados Unidos incluíam o tamanho maior de cada grau Celsius e o ponto zero inferior no sistema Fahrenheit. [24]

O Canadá aprovou uma legislação que favorece o Sistema Internacional de Unidades , ao mesmo tempo que mantém as definições legais para as unidades imperiais canadenses tradicionais. [25] Relatórios meteorológicos canadenses são transmitidos em graus Celsius com referência ocasional a Fahrenheit, especialmente para transmissões internacionais. O Fahrenheit ainda é usado em praticamente todos os fornos canadenses. [26] Termômetros, tanto digitais quanto analógicos, vendidos no Canadá geralmente empregam as escalas Celsius e Fahrenheit. [27] [28] [29]

Símbolo europeu de lavanderia para "Lavar a 40 ° C"

Na União Europeia, é obrigatório usar kelvins ou graus Celsius ao citar a temperatura para fins "econômicos, de saúde pública, segurança pública e administrativos", embora graus Fahrenheit possam ser usados ​​junto com graus Celsius como uma unidade suplementar. [30] Por exemplo, os símbolos de lavanderia usados ​​no Reino Unido seguem as recomendações da ISO 3758: 2005, mostrando a temperatura da água da máquina de lavar em graus Celsius apenas. [31] O rótulo equivalente na América do Norte usa de um a seis pontos para denotar a temperatura com uma temperatura opcional em graus Celsius. [32] [33]

Embora historicamente popular, o Fahrenheit não é comumente usado no Reino Unido nas conversas diárias. [34] Em setores não regulamentados, como o jornalismo, o uso de Fahrenheit no Reino Unido não segue um padrão fixo com graus Fahrenheit às vezes aparecendo ao lado de graus Celsius. O Daily Telegraph não menciona Fahrenheit em sua página meteorológica diária [35], enquanto o The Times também tem uma página meteorológica diária totalmente métrica, mas tem uma tabela de conversão de Celsius para Fahrenheit. [36] Ao publicar notícias, alguns tablóides do Reino Unido adotaram uma tendência de usar graus Celsius nas manchetes e discussões relacionadas a baixas temperaturas e Fahrenheit para médias a altas temperaturas. [37] [discutir ]Em fevereiro de 2006, o autor de um artigo no The Times sugeriu que a justificativa era enfatizar: "-6 ° C" soa mais frio do que "21 ° F" e "94 ° F" soa mais impressionante do que "34 ° F" C ". [38]

Representação Unicode de símbolo

O Unicode fornece o símbolo Fahrenheit no ponto de código U + 2109 GRAU FAHRENHEIT . No entanto, este é um caractere de compatibilidade codificado para compatibilidade de ida e volta com codificações legadas. O padrão Unicode explicitamente desencoraja o uso deste caractere: "A sequência U + 00B0 ° SINAL DE GRAU + U + 0046 F LETRA LATINA MAIÚSCULA F é preferida a U + 2109GRAU FAHRENHEIT , e essas duas sequências devem ser tratadas como idênticas para pesquisa . " [39]

Veja também

Notas de rodapé

  1. ^ Unidades da escala Kelvin são escritas como Kelvin , começando com uma letra minúscula.

Notas e referências

  1. ^ a b Daniel Gabriel Fahrenheit nasceu em Danzig (Gdańsk), então uma cidade predominantemente de língua alemã na voivodia da Pomerânia da Comunidade polonesa-lituana . Mais tarde, ele se mudou para a República Holandesa aos 15 anos, onde passou o resto de sua vida (1701-1736).
  2. ^ Robert T. Balmer (2010). Termodinâmica da Engenharia Moderna . Academic Press. p. 9. ISBN 978-0-12-374996-3. Retirado em 17 de julho de 2011 .
  3. ^ a b Escala de temperatura Fahrenheit , Encyclopædia Britannica Online. 25 de setembro de 2015
  4. ^ "Fahrenheit: Fatos, História e Fórmulas de Conversão" . Ciência Viva . Página visitada em 9 de fevereiro de 2018 .
  5. ^ a b Bolton, Henry Carrington : Evolução do termômetro, 1592–1743 . ( Easton, PA: Chemical Publishing Company, 1900). Henry Carrington Bolton (1900): "[...] A origem de uma invenção primordial é às vezes obscurecida pelo fracasso do descobridor em reivindicar definitivamente o produto de sua inspiração, devido ao fato de que ele próprio falhou em apreciar sua grande importância e sua utilidade. A tarefa de esboçar a origem do termômetro está repleta de dificuldades semelhantes; o verdadeiro inventor é conhecido apenas em segunda mão, seu desenvolvimento de um brinquedo bruto para um instrumento de precisão ocupou mais de um século, e sua história inicial é sobrecarregados com declarações errôneas que foram reiteradas com tal dogmatismo que receberam o falso selo de autoridade. "
  6. ^ a b Knake, Maria (abril de 2011). "A anatomia de um termômetro líquido em vidro" . AASHTO re: source, anteriormente AMRL (aashtoresource.org) . Retirado em 4 de agosto de 2018 . Durante décadas, os termômetros de mercúrio foram um pilar em muitos laboratórios de teste. Se usados ​​e calibrados corretamente, certos tipos de termômetros de mercúrio podem ser incrivelmente precisos. Os termômetros de mercúrio podem ser usados ​​em temperaturas que variam de cerca de -38 a 350 ° C. O uso de uma mistura de mercúrio e tálio pode estender a usabilidade em baixa temperatura dos termômetros de mercúrio para -56 ° C. (...) No entanto, poucos líquidos foram encontrados para imitar as propriedades termométricas do mercúrio emrepetibilidade e precisão da medição de temperatura . Embora possa ser tóxico, quando se trata de termômetros LiG [Liquid-in-Glass], o mercúrio ainda é difícil de bater.
  7. ^ http://metricviews.org.uk/2012/10/50-years-of-celsius-weather-forecasts-%E2%80%93-time-to-kill-off-fahrenheit-for-good/
  8. ^ "Jornais funcionam quentes e frios acima de Celsius e Fahrenheit" . o Guardião . 29 de dezembro de 2014.
  9. ^ a b Walt Boyes (2009). Livro de referência de instrumentação . Butterworth-Heinemann. pp. 273–274. ISBN 978-0-7506-8308-1. Retirado em 17 de julho de 2011 .
  10. ^ a b Grigull, Ulrich (1966). Fahrenheit, um pioneiro da termometria exata . (The Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference, San Francisco, 1966, Vol. 1, pp. 9-18.)
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  12. ^ Preston – Thomas, H. (1990). "A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90)" (PDF) . Metrologia . 27 (1): 6. bibcode : 1990Metro..27 .... 3P . doi : 10.1088 / 0026-1394 / 27/1/002 . Retirado em 17 de julho de 2011 .
  13. ^ "Sal Armoniac" era uma forma impura de cloreto de amônio. O químico francês Nicolas Lémery (1645–1715) discutiu isso em seu livro Cours de Chymie (A Course of Chemistry, 1675), descrevendo onde ocorre naturalmente e como pode ser preparado artificialmente. Ocorre naturalmente nos desertos do norte da África, onde se forma a partir de poças de urina animal. Pode ser preparado artificialmente fervendo 5 partes de urina, 1 parte de sal marinho e ½ parte de fuligem de chaminé até que a mistura seque. A mistura é então aquecida em uma panela de sublimação até sublimar; os cristais sublimados são sal Armoniac . Ver:
    • Nicolas Lémery, Cours de chymie …, 7ª ed. (Paris, França: Estienne Michallet, 1688), Chapitre XVII: du Sel Armoniac , pp. 338-339.
    • Tradução para o inglês: Nicolas Lémery com James Keill, trad., A Course of Chymistry …, 3rd ed. (Londres, Inglaterra: Walter Kettilby, 1698), cap. XVII: de Sal Armoniack, p. 383. Disponível on-line em: Heinrich Heine University (Düsseldorf, Alemanha)
  14. ^ a b c Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) Experimenta & Observaçãoes de congelatione aquæ in vacuo factæ a DG Fahrenheit, RS S (Experimentos e observações sobre o congelamento de água no vazio por DG Fahrenheit, RSS), Philosophical Transactions of the Royal Society of London , vol. 33, não. 382, página 78 (março-abril de 1724). Citado e traduzido em http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm
  15. ^ "Wetterlexikon - Lufttemperatur" (em alemão). Deutscher Wetterdienst . Arquivado do original em 15 de outubro de 2013 . Retirado em 13 de dezembro de 2013 .
  16. ^ Ernst Cohen e WAT Cohen-De Meester. Chemisch Weekblad , volume 33 (1936), páginas 374-393, citado e traduzido em http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm
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  18. ^ Cecil Adams (15 de dezembro de 1989). "Na escala Fahrenheit, 0 e 100 têm algum significado especial?" . The Straight Dope.
  19. ^ Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) "Experimenta circa gradum caloris liquorum nonnullorum ebullientium instituta" Arquivado em 29 de junho de 2014 na Wayback Machine (experimentos realizados a respeito do grau de calor de alguns líquidos em ebulição), Philosophical Transactions of the Royal Society of London , 33  : 1-3. Para obter uma tradução em inglês, consulte: Le Moyne College (Syracuse, Nova York)
  20. ^ Hasok Chang , Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress , pp. 8-11, Oxford University Press, 2004 ISBN 0198038240 . 
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  22. ^ A temperatura eutética de cloreto de amônio e água é listada como −15,9 ° C (3,38 ° F) e como −15,4 ° C (4,28 ° F) em (respectivamente)
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Ligações externas