Skala Fahrenheita

Skala Fahrenheita (jednostka °F) – skala pomiaru temperatury, zaproponowana w 1724 roku i nazwana od nazwiska jej twórcy Daniela Gabriela Fahrenheita. Była używana do pomiaru temperatury w krajach stosujących imperialne jednostki miar do połowy XX wieku, kiedy została wyparta przez skalę Celsjusza. Używana jest w USA, Kajmanach, Bahamach oraz Belize. W Kanadzie istnieje jako skala uzupełniająca.

32 °F odpowiadają temperaturze topnienia lodu, a 212 °F – wrzenia wody pod normalnym ciśnieniem, tj. 1013 hPa.

Fahrenheit wzorował się podczas jej opracowania na skali, którą opracował Ole Rømer; poznał go nawet osobiście. Skala Rømera opiera się na czterech wartościach: temperaturze zamarzania solanki (0 °Rø), zamarzaniu wody (7,5 °Rø), temperatury ludzkiego ciała (22,5 °Rø) i temperaturze wrzenia wody (60 °Rø). Fahrenheit postanowił zwiększyć precyzję swojej skali mnożąc wartości Rømera przez 4 oraz ponownie ją kalibrując.

Przyjął trzy punkty odniesienia dla swojej skali^[1]: 0 °F – temperaturę zamarzania mieszaniny wody, lodu i salmiaku w proporcjach 1:1:1 (−17,78 °C), 32 °F – temperaturę lodu i wody w proporcjach 1:1, oraz 96 °F – temperaturę ludzkiego ciała (3 razy wyższa niż temperatura zamarzania wody, 3×32 °F = 96 °F)^[2][3]. Już po ogłoszeniu w 1724 roku swojej skali, kilka lat przed śmiercią, Fahrenheit dokonał ostatniej modyfikacji. Ustalił temperaturę wrzenia wody na 212 °F, 180° więcej niż mieszanki wody i lodu, jako ważniejszą w nauce niż temperatura ludzkiego ciała. Od tego czasu temperatura ciała człowieka została ustalona na 98,6 °F^[3].

1 stopień Fahrenheita – to zmiana temperatury, która powoduje zmianę objętości rtęci o 1/10000 części przy temperaturze powyżej 32 °F.^[4]

Często spotykanym mitem w wielu artykułach czy programach telewizyjnych jest twierdzenie, jakoby skala Fahrenheita obarczona była błędem, a jej założenia oparte były na dość przypadkowych pomiarach. Można usłyszeć, że rzekomo:

• 0 °F zostało wyznaczone jako najniższą temperaturę zimy 1708/1709 zanotowaną w Gdańsku – mieście rodzinnym twórcy;
• 100 °F miało być temperaturą jego ciała. Na skutek błędów (miał wtedy stan podgorączkowy) skala się „przesunęła” i 100 °F oznaczało 37,8 °C;
• Fahrenheit pomiarów temperatury ciała dokonywał na swojej żonie, która miała tego dnia katar.

Obecnie skalę Fahrenheita definiuje się przez porównanie ze skalą Celsjusza (32 °F = 0 °C; 212 °F = 100 °C)^[5].

${\displaystyle T_{\mathrm {Fahrenheit} }=32+{\frac {9}{5}}\cdot T_{\mathrm {Celsjusz} }}$

${\displaystyle T_{\mathrm {Celsjusz} }={\frac {5}{9}}\cdot (T_{\mathrm {Fahrenheit} }-32)}$

Przelicznik °F na °C i na K w zakresie 0-1000 K

Do szybkiego przeliczania temperatury wyrażonej w stopniach Fahrenheita lub Celsjusza (na przykład podczas pobytu w krajach stosujących daną skalę) bez stosowania urządzeń liczących można używać następujących wzorów przybliżonych:

• przeliczanie °F na °C:
  • od wartości w °F odejmuje się 32, różnicę dzieli się na dwa, co daje wynik w °C zaniżony o 10% w stosunku do dokładnego:

    T_Celsjusz = (T_Fahrenheit − 32)/2

  • od wartości w °F odejmuje się 32, różnicę dzieli się na dwa i do ilorazu dodaje się jego 10% (jedną dziesiątą), co daje wynik w °C zaniżony o 1% w stosunku do dokładnego:

    T_Celsjusz = [(T_Fahrenheit − 32)/2] × 1,1

• przeliczanie °C na °F:
  • wartość w °C mnoży się przez dwa i do iloczynu dodaje się 32, co daje wynik w °F zawyżony o 10% w stosunku do dokładnego:

    T_Fahrenheit = 2 × T_Celsjusz + 32

  • od wartości w °C odejmuje się jej 10% (jedną dziesiątą), różnicę mnoży się przez dwa i do iloczynu dodaje się 32, co daje wynik dokładny:

    T_Fahrenheit = 2 × (T_Celsjusz − 0,1·T_Celsjusz) + 32

• skala Celsjusza
• skala Kelwina

• Zamiana stopni Celsiusza na Fahrenheita
• Przelicznik temperatur