محتويات
قياس درجات الحرارة
تُعد الحرارة جزءًا أساسيًّا من حياة الإنسان، وقديمًا كان الإنسان يميّز باللمس بين درجات الحرارة، ومع تطور متطلبات الحياة والعلوم التطبيقية والصناعات والقطاع الصحي، ظهرت الحاجة لمعرفة درجات الحرارة معرفةً دقيقةً، ولم يُختَرع جهاز لقياس درجة الحرارة حتى القرن السابع عشر إلى أن جاء العالم الفلكي غاليلو غاليلي بأولى المحاولات عام 1597 فصنع جهازًا بسيطًا يُسمّى ثيرموسكوب الماء.
يعتمد جهاز ثيرموسكوب الماء في طريقة عمله على "الماء والهواء"، إذ يحتوي على أنبوب زجاجي طويل بقاعٍ عريض، وزجاجة فيها ماء، وتُسخّن الأنبوبة أولًا فتمدّد جزيئات الهواء داخلها بفعل الحرارة، فيخرج بعض الهواء، ثمّ توضع الأنبوبة بطرفها المفتوح على الزجاجة فيدخل الماء، فينخفض مستوى الماء ويرتفع باختلاف درجات الحرارة خارج الأنبوب، إلّا أن الثيرموسكوب لا يعطي قراءة سريعة ومباشرة بل يحتاج لوقت، ثم جاء الطبيب المعالج والمخترع سانتوريو سانتوريو فأجرى تعديلًا على جهاز غاليلو فأضاف مقياسًا رقميًّا إلى الثيرموسكوب، ومن خلال هذه المحالاوت طُوِّرت أجهزة قياس الحرارة المملوءة بالسوائل التي نستخدمها اليوم.
توجد في مقاييس الحرارة بعض السوائل مثل الزئبق والكحول التي تمتص الحرارة بسرعة وتتمدد بنسبة واضحة عند تعرض الموازين لدرجة حرارة مرتفعة، فيكبر حجم السائل ويرتفع مستواه داخل الأنبوب، وعندما تتعرّض لدرجات حرارة متدنية ينكمش السائل ويقل حجمه وتقل القراءة، وهكذا نستطيع معرفة درجة الحرارة بدقة ومعرفة الفروقات بين درجات الحرارة.
لعلكِ تساءلتِ عن سبب وجود الاختلافات الدقيقية بين درجات حرارة الأجسام، والإجابة هي أن درجة الحرارة تُعَبِر عن مقدار الطاقة الحرارية التي يمتلكها الجسم، إذ توجد أجسام تمتلك طاقة حرارية عالية وأخرى تمتلك طاقة منخفضة جدًّا، فلهذا تنوّعت محاولات العلماء وجهودهم لصنع جهاز يعبر عن تلك الطاقة، فظهرت ثلاثة مقاييس شائعة مستخدمة في العالم ومعتمدة لمعرفة درجات الحرارة هي: الفهرنهايت f°، والسيليوس أو المئوي c°، والكلفن k°[١].
كيفية تحويل درجة الحرارة من فهرنهايت إلى مئوية؟
للتحويل من درجة حرارة فهرنهايت إلى مئوية، يجب اتباع المعادلة التالية، والتي سيُرمز فيها للفرهنهايت بـ (ف°) ولسيليوس (مئوية) بـ (س°)[١]:
- معادلة التحويل هي: س°=(ف°-32)/1.8.
- أمثلة تطبيقة على المعادلة:
- لتحويل درجة حرارة مقدارها (28.4 ف°) إلى سيلسيوس نُعوّض بالمعادلة كالآتي:
- س°=(28.4-32)/1.8.
- (28.4 ف°) = (-2 س°).
- لتحويل درجة حرارة مقدارها (77 ف°) إلى سيلسيوس نُعوّض بالمعادلة كالآتي:
- س°=(77-32)/1.8.
- (77 ف°) = (25 س°).
- لتحويل درجة حرارة مقدارها (28.4 ف°) إلى سيلسيوس نُعوّض بالمعادلة كالآتي:
كيفية تحويل درجة الحرارة من مئوية إلى فهرنهايت؟
بإجراء بعض العمليات الحسابية البسيطة على المعادلة السابقة، تنتج لدينا معادلة التحويل من مئوي إلى فهرنهايت[١]:
- معادلة التحويل هي: ف°=(س°*1.8)+32.
- أمثلة تطبيقة على المعادلة:
- لتحويل درجة حرارة مقدارها (20 س°) إلى فهرنهايت نُعوّض بالمعادلة كالآتي:
- ف°=(س°*1.8)+32.
- (20 س°) = (68 ف°).
- لتحويل درجة حرارة مقدارها (1- س°) إلى فهرنهايت نُعوّض بالمعادلة كالآتي:
- ف°=(س°*1.8)+32.
- (1- س°) = (30.2 ف°).
- لتحويل درجة حرارة مقدارها (20 س°) إلى فهرنهايت نُعوّض بالمعادلة كالآتي:
من حياتكِ لكِ
إليكِ بعض الحقائق عن مقياس درجة الحرارة المئوية (سيليوس)، وحقائق أخرى عن مقياس درجة الحرارة فهرنهايت[١][٢][٣]:
- حقائق عن مقياس درجة الحرارة المئوية:
- اخترع الفلكي السويدي أندرس سيلسيوس مقياس الدرجة المئوية.
- اختار سيلسيوس درجة التجمد ودرجة الغليان كدرجتين مرجعيتين لتوفير طريقة بسيطة وثابتة لمعايرة مقياس الحرارة، إذ قسمت الدرجة المئوية الفرق في درجة الحرارة بين نقطة التجمد ودرجة غليان الماء إلى 100 درجة، وضبطت درجة تجمد الماء على 0 درجة مئوية، ونقطة غليان الماء على 100 درجة مئوية بعد وفاته.
- لعدة سنين كانت تسمى الدرجة المئوية إلى أن تغير اسمها رسميًّا إلى سيليوس؛ لأنها مستخدمة للقياس في عدة مجالات.
- يعد مقياس سيليوس الأكثر استخدامًا ودقة عند العلماء والأكثر شيوعا عند الدول.
- يأخذ مقياس الدرجة المئوية الأسبقية على مقياس فهرنهايت في البحث العلمي لأنه أكثر توافقًا مع تنسيق النظام العالمي للوحدات (SI).
- حقائق عن مقياس درجة الحرارة فهرنهايت:
- سُمِّي نسبةً إلى مخترعه العالم الفيزيائي الألماني دانيال غابرييل فهرنهايت.
- درجة غليان الماء في ميزان فهرنهايت هي (F°212) ودرجة تجمد الماء من 30 إلى 32 F°.
- يشيع استخدامه في الولايات المتحدة الأمريكية.
المراجع
- ^ أ ب ت ث "Physical Properties Temperature", visionlearning, Retrieved 13-6-2020. Edited.
- ↑ Kim Ann Zimmermann (25-9-2013), "Celsius: Facts, Formulas & History"، livescience, Retrieved 14-6-2020. Edited.
- ↑ Adam Augustyn, " Fahrenheit temperature scale"، britannica, Retrieved 22-6-2020. Edited.