وحدة الفهرنهايت Fahrenheit

وحدة الفهرنهايت Fahrenheit

تعتبر درجات الحرارة من أهمّ الكميّات الفيزيائيّة التي نتعامل معها سواء علمنا ذلك أم لم نعلم، فعندما نضع موادّنا الغذائيّة في الثلاجة فإنّنا نتعامل مع درجات الحرارة، وعندما نُشغِّل التكييف فإنّنا كذلك نتعامل مع درجات الحرارة، وعندما نلبس معطفنا فإنّنا نتعامل مع درجات الحرارة أيضًا، أما المتخصّص فهو يتعامل معها من وجهٍ آخر؛ حيث أنّه يتعامل معها على أنّها أسلوبٌ فيزيائيٌّ كميٌّ تُعبِّر به المادّة عن نفسها، فعندما نلمس قضيبًا ساخنًا من الحديد فإنّنا نُعبِّر عن شعورنا بالحرارة، بينما المتخصّص يرى ذلك على أنّ الحرارة تنتقل من الوسط الأعلى حرارةً إلى الوسط الأقلّ حرارة، وتعريف فهرنهايت واحدًا من ذلك، وهو موضوع مقالنا، فتابعونا.

 

تاريخ فهرنهايت Fahrenheit

كلنّا تقريبًا تعاملنا مع مقياس الحرارة الطبيّ- الترمومتر- فالدرجات المدوّنة عليه هي درجات على مقياس سيليزيوس أو سيلسيوس، وهو مقياس مئويّ، أي يتّخذ من درجة تجمّد الماء على أنّها الدرجة صفر تدريج، ودرجة غليان الماء هي الدرجة مائة تدريج، والمسافة ما بين الصفر والمائة قام بتقسيمها إلى مائة جزء، كلّ جزءٍ منها يعتبر درجة حراريّة.

ثمّ جاء العالم الألمانيّ الفيزيائيّ دانيال غابريل فهرنهايت عام 1724م، ليشير إلى أنّ تقسيم سيليزيوس لا يستوعب درجات الحرارة الأقلّ من الدرجة المئويّة؛ ويرجع ذلك إلى صِغر المدى الذي اعتمد عليه سيليزيوس في تدريجه؛ ممّا أدّى إلى أنّ فروق الدرجات الصغيرة التي بين كلّ درجتين لا يتمّ قياسها بشكلٍ دقيق؛ ولذلك عمد فهرنهايت لتلاشي ذلك إلى:

  • اعتبر أنّ درجة صفر مئوية تقابل الدرجة 32 على مقياسه.
  • وأنّ الدرجة سالب 32 مئويّة تقابل صفر على مقياسه.
  • وكذلك اعتبر أنّ الدرجة 100 تقابل 212 على مقياسه أيضًا.
  • وبذلك أصبح المدى الحراريّ على مقياس فهرنهايت لو تمّ رسمه على خطّ الأعداد، يُكوِّن الفترة المغلقة من -32 إلى + 212 ، أي 244 درجة حراريّة.

لاحظ أنّ: -32 ليست قيمة جبريّة، وليست درجة تحت الصفر بالمفهوم الحراريّ، ولكنّها بداية افتراضيّة لدرجات الحرارة، كما لو أنّ الحرارة تبدأ من -32 على مقياس سيليزيوس عند فهرنهايت.

 

تعريف فهرنهايت

ممّا سبق يتّضح لنا أنّ مقياس فهرنهايت ما هو إلّا المقياس المئويّ- سيلزى- ولكن مع تغييرٍ طفيفٍ وهو التغيير في مدى درجات الحرارة، وهو من الناحية العلميّة والعمليّة تغييرٌ له قيمته التي تقدّر من الجانبين، العمليّ والعلميّ، وبذلك أصبحت أجزاء الدرجات الطفيفة على مقياس سيليزيوس تحتلّ درجات كاملة على مقياس فهرنهايت.

ومن هنا يمكننا تعريف الدرجة فهرنهايت بأنّها: “كميّة الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة لتر من المياه درجة واحدة فهرنهايت”، ويُرمز لها بالرمز °F، ويُستخدم في الولايات المتّحدة الأمريكيّة، وكثير من الدول الأوروبيّة.

 

العلاقة بين فهرنهايت و سيليزيوس

بمقارنة كلٍّ من المدى الحراريّ على مقياس فهرنهايت و سيليزيوس، نجد أنّ العلاقة بين المقياسين تربطهما الدالّة الرياضيّة الآتية: (د) فهرنهايت = 32 + 9/5 × (دٓ) سيليزيوس.

حيث أن:

  • الرقم 32: هو ثابت، وهو الفارق بين الصفر تدريج لكلٍّ منهما.
  • 9/5: هي ثابت العلاقة للنسبة بين المقياسين.

 

أمثلة تطبيقيّة على استخدام الفهرنهايت

  • مثال 1: إذا كانت درجة حرارة الغرفة °37 مئويّة، فكم تكون على مقياس فهرنهايت؟
    • الحلّ: درجة الحرارة على مقياس فهرنهايت = 37 + 9/5 × 37 = 98.6 °F.
  • مثال 2: يستخدم رامز في مزرعة الدواجن خاصّته دفّايات مستوردة يتمّ ضبطها على الفهرنهايت، فإذا أراد ضبط درجة حرارة مزرعته على 30 °C، فعلى أي درجة فهرنهايت يضبط دفّايته؟
    • الحلّ: الدرجة بالفهرنهايت = 32 + 1.8 × 30 = 86 °F. لاحظ أنّ الثابت 1.8 هو نفس الثابت 9/5.

جدول تحويل درجات الحرارة

فهرنهايت (°F)  سيليزي(°C) كلفن(°K)
-100 °F -73 °C 200 °K
-50 °F -46 °C 228 °K
0 °F -18 °C 255 °K
2 °F -17 °C 256 °K
4 °F -16 °C 258 °K
6 °F -14 °C 259 °K
8 °F -13 °C 260 °K
10 °F -12 °C 261 °K
12 °F -11 °C 262 °K
14 °F -10 °C 263 °K
16 °F -9 °C 264 °K
18 °F -8 °C 265 °K
20 °F -7 °C 266 °K
22 °F -6 °C 268 °K
24 °F -4 °C 269 °K
26 °F -3 °C 270 °K
28 °F -2 °C 271 °K
30 °F -1 °C 272 °K
32 °F 0 °C 273 °K
34 °F 1 °C 274 °K
36 °F 2 °C 275 °K
38 °F 3 °C 276 °K
40 °F 4 °C 278 °K
42 °F 6 °C 279 °K
44 °F 7 °C 280 °K
46 °F 8 °C 281 °K
48 °F 9 °C 282 °K
50 °F 10 °C 283 °K
52 °F 11 °C 284 °K
54 °F 12 °C 285 °K
56 °F 13 °C 286 °K
58 °F 14 °C 288 °K
60 °F 16 °C 289 °K
62 °F 17 °C 290 °K
64 °F 18 °C 291 °K
66 °F 19 °C 292 °K
68 °F 20 °C 293 °K
70 °F 21 °C 294 °K
72 °F 22 °C 295 °K
74 °F 23 °C 296 °K
76 °F 24 °C 298 °K
78 °F 26 °C 299 °K
80 °F 27 °C 300 °K
82 °F 28 °C 301 °K
84 °F 29 °C 302 °K
86 °F 30 °C 303 °K
88 °F 31 °C 304 °K
90 °F 32 °C 305 °K
92 °F 33 °C 306 °K
94 °F 34 °C 308 °K
96 °F 36 °C 309 °K
98 °F 37 °C 310 °K
100 °F 38 °C 311 °K
110 °F 43 °C 316 °K
120 °F 49 °C 322 °K
130 °F 54 °C 328 °K
140 °F 60 °C 333 °K
150 °F 66 °C 339 °K
160 °F 71 °C 344 °K
170 °F 77 °C 350 °K
180 °F 82 °C 355 °K
190 °F 88 °C 361 °K
200 °F 93 °C 366 °K
250 °F 121 °C 394 °K
300 °F 149 °C 422 °K
350 °F 177 °C 450 °K
400 °F 204 °C 478 °K
450 °F 232 °C 505 °K
500 °F 260 °C 533 °K

تُعتبر الدرجة فهرنهايت نقلةً علميّةً من الناحية الكميّة للدرجة سيليزيوس؛ ممّا أدّى إلى الدقّة في قياس درجة الحرارة، وأيضًا مهّد لظهور الدرجة كلفن، التي سوف تكون موضوعنا في مقالٍ آخر فتابعونا.

 

روابط هامة

التعليقات

أترك تعليق،..

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *