Fahrenheit
Escala de temperatura

Fahrenheit
Termómetro con unidades de grados Fahrenheit (marcado en el bisel exterior) y Celsius (marcado en el dial interior).
información general
Sistema de unidadesImperial/suetudinario de EE. UU.
Unidad deTemperatura
Símbolo°F
Llamado en honor aDaniel Gabriel Fahrenheit
Conversiones
x  °F en ...... corresponde a...
   Unidades básicas del SI   ⁠5/9( x +459,67  )  K
   Unidades derivadas del SI   ⁠5/9⁠ ( x  − 32)  °C
   Escala absoluta imperial / estadounidense    x  + 459,67  °Ra

La escala Fahrenheit ( /ˈfærənhaɪt , ˈfɑːr- / ) es una escala de temperatura basada en una propuesta en 1724 por el físico europeo Daniel Gabriel Fahrenheit ( 1686-1736). [ 1 ] Utiliza el grado Fahrenheit (símbolo: °F ) como unidad. Existen varios relatos de cómo definió originalmente su escala, pero el artículo original sugiere que el punto de definición inferior, 0 °F, se estableció como la temperatura de congelación de una solución de salmuera hecha de una mezcla de agua, hielo y cloruro de amonio (una sal ). [2] [3] El otro límite establecido fue su mejor estimación de la temperatura corporal humana promedio , originalmente establecida en 90 °F, luego 96 °F (alrededor de 2,6 °F menos que el valor moderno debido a una redefinición posterior de la escala). [2]

Durante gran parte del siglo XX, la escala Fahrenheit se definió mediante dos puntos fijos con una separación de 180 °F: la temperatura a la que se congela el agua pura se definió como 32 °F y el punto de ebullición del agua se definió como 212 °F, tanto a nivel del mar como bajo presión atmosférica estándar . En la actualidad se define formalmente utilizando la escala Kelvin . [4] [5]

Sigue utilizándose en los Estados Unidos (incluidos sus territorios no incorporados ), sus estados libremente asociados en el Pacífico occidental ( Palau , los Estados Federados de Micronesia y las Islas Marshall ), las Islas Caimán y Liberia .

Fahrenheit todavía se usa comúnmente junto con la escala Celsius en otros países que utilizan el servicio metrológico estadounidense , como Antigua y Barbuda , San Cristóbal y Nieves , Bahamas y Belice . Un puñado de Territorios Británicos de Ultramar , incluidas las Islas Vírgenes , Montserrat , Anguila y Bermudas, también siguen usando ambas escalas. [6] Todos los demás países ahora usan Celsius ("centígrado" hasta 1948), que se inventó 18 años después de la escala Fahrenheit. [7]

Definición y conversión

Fórmulas de conversión de temperatura en grados Fahrenheit
de Fahrenheita Fahrenheit
Celsiusx  °F ≘ ( x  − 32) ×  ⁠5/9°  Cx  °C ≘ ( x  ×  ⁠9/5⁠  + 32) °F
Kelvinx  °F ≘ ( x  + 459,67) ×  ⁠5/9⁠  Yox  K ≘ ( x  ×  ⁠9/5⁠  − 459,67) °F
Rangox  °F ≘ ( x  + 459,67) °Rx  °R ≘ ( x  − 459,67) °F
Para intervalos de temperatura en lugar de temperaturas específicas,
1 °F = 1 °R = ⁠5/9°  C =5/9⁠  K
Conversión entre escalas de temperatura

Históricamente, en la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua era 32 °F y el punto de ebullición era 212 °F (a presión atmosférica estándar ). Esto colocaba los puntos de ebullición y congelación del agua a 180 grados de distancia. [8] Por lo tanto, un grado en la escala Fahrenheit era 1 ⁄ 180 del intervalo entre el punto de congelación y el punto de ebullición. En la escala Celsius, los puntos de congelación y ebullición del agua se definieron originalmente como separados por 100 grados. Un intervalo de temperatura de 1 °F era igual a un intervalo de 5 ⁄ 9  grados Celsius. Con las escalas Fahrenheit y Celsius ahora definidas por el kelvin , esta relación se conservó, siendo un intervalo de temperatura de 1 °F igual a un intervalo de 5 ⁄ 9  K y de 5 ⁄ 9  °C. Las escalas Fahrenheit y Celsius se cruzan numéricamente en −40 en la unidad respectiva (es decir, −40 °F ≘ −40 °C).

El cero absoluto es 0 K, −273,15 °C o −459,67 °F. La escala de temperatura Rankine utiliza intervalos de grados del mismo tamaño que los de la escala Fahrenheit, excepto que el cero absoluto es 0 °R, de la misma manera que la escala de temperatura Kelvin coincide con la escala Celsius, excepto que el cero absoluto es 0 K. [8]

La combinación del símbolo de grado (°) seguido de una letra mayúscula F es el símbolo convencional para la escala de temperatura Fahrenheit. Un número seguido de este símbolo (y separado de él por un espacio) denota un punto de temperatura específico (p. ej., " El galio se funde a 85,5763 °F"). Una diferencia entre temperaturas o una incertidumbre en la temperatura también se escribe convencionalmente de la misma manera, p. ej., "La salida del intercambiador de calor experimenta un aumento de 72 °F" o "Nuestra incertidumbre estándar es ±5 °F". Sin embargo, algunos autores usan en cambio la notación "Un aumento de 50 F°" (invirtiendo el orden de los símbolos) para indicar diferencias de temperatura. Existen convenciones similares para la escala Celsius, véase Celsius § Temperaturas e intervalos . [9] [10]

Conversión (punto de temperatura específico)

Para realizar una conversión exacta entre grados Fahrenheit y Celsius, y entre grados Kelvin de una temperatura específica , se pueden aplicar las siguientes fórmulas. En este caso, f es el valor en grados Fahrenheit, c el valor en grados Celsius y k el valor en Kelvin:

  • f  °F a c  °C: c = ⁠f -32/1.8⁠
  • c  °C a f  °F: f = c × 1,8 + 32
  • f  °F a k  K: k = ⁠f +459,67/1.8⁠
  • k  K a f  °F: f = k × 1,8 − 459,67

También existe una conversión exacta entre las escalas Celsius y Fahrenheit que utiliza la correspondencia −40 °F ≘ −40 °C. Nuevamente, f es el valor numérico en grados Fahrenheit y c el valor numérico en grados Celsius:

  • f  °F a c  °C: c = ⁠F +40/1.8⁠ − 40
  • c  °C a f  °F: f = ( c + 40) × 1,8 − 40

Conversión (diferencia o intervalo de temperatura)

Al convertir un intervalo de temperatura entre las escalas Fahrenheit y Celsius, solo se utiliza la relación, sin ninguna constante (en este caso, el intervalo tiene el mismo valor numérico en kelvins que en grados Celsius):

  • f  °F a c  °C o k  K: c = k = ⁠F/1.8⁠
  • c  °C o k  K a f  °F: f = c × 1,8 = k × 1,8

Historia

Fahrenheit propuso su escala de temperatura en 1724, basándose en dos puntos de referencia de temperatura. En su escala inicial (que no es la escala Fahrenheit definitiva), el punto cero se determinaba colocando el termómetro en "una mezcla de hielo , agua y salis Armoniaci [nota 1] [trad. cloruro de amonio ] o incluso sal marina". [11] Esta combinación forma un sistema eutéctico , que estabiliza su temperatura automáticamente: 0 °F se definió como esa temperatura estable. Un segundo punto, 96 grados, era aproximadamente la temperatura del cuerpo humano. [11] Un tercer punto, 32 grados, se marcó como la temperatura del hielo y el agua "sin las sales mencionadas". [11]

Según una historia alemana, Fahrenheit en realidad eligió la temperatura del aire más baja medida en su ciudad natal Danzig (Gdansk, Polonia ) en el invierno de 1708-09 como 0 °F, y solo más tarde tuvo la necesidad de poder hacer que este valor fuera reproducible usando salmuera. [12] [ verificación fallida ]

Según una carta que Fahrenheit le escribió a su amigo Herman Boerhaave , [13] su escala se construyó sobre el trabajo de Ole Rømer , a quien había conocido anteriormente. En la escala de Rømer , la salmuera se congela a cero, el agua se congela y se derrite a 7,5 grados, la temperatura corporal es de 22,5 y el agua hierve a 60 grados. Fahrenheit multiplicó cada valor por 4 para eliminar fracciones y hacer que la escala fuera más precisa . Luego recalibró su escala utilizando el punto de fusión del hielo y la temperatura corporal humana normal (que estaban a 30 y 90 grados); ajustó la escala para que el punto de fusión del hielo fuera 32 grados y la temperatura corporal 96 grados, de modo que 64 intervalos separaran los dos, lo que le permitió marcar líneas de grados en sus instrumentos simplemente dividiendo el intervalo 6 veces (ya que 64 = 2 6 ). [14] [15]

Poco después, Fahrenheit observó que el agua hierve a unos 212 grados usando esta escala. [16] El uso de los puntos de congelación y ebullición del agua como puntos de referencia fijos del termómetro se hizo popular tras el trabajo de Anders Celsius , y estos puntos fijos fueron adoptados por un comité de la Royal Society dirigido por Henry Cavendish en 1776-77. [17] [18] Bajo este sistema, la escala Fahrenheit se redefine ligeramente de modo que el punto de congelación del agua sea exactamente 32 °F, y el punto de ebullición sea exactamente 212 °F, o 180 grados más alto. Es por esta razón que la temperatura corporal humana normal es de aproximadamente 98,6 °F (temperatura oral) en la escala revisada (mientras que era 90° en la multiplicación de Rømer de Fahrenheit, y 96° en su escala original). [19]

En la escala Fahrenheit actual, 0 °F ya no corresponde a la temperatura eutéctica de la salmuera de cloruro de amonio como se describió anteriormente. En cambio, esa temperatura eutéctica se encuentra aproximadamente a 4 °F en la escala Fahrenheit final. [nota 2]

La escala de temperatura Rankine se basó en la escala de temperatura Fahrenheit, siendo su cero el cero absoluto .

Uso

General

Países por uso:
  Fahrenheit (°F)
  Fahrenheit (°F) y Celsius (°C)
  Celsius (°C)

La escala Fahrenheit fue el principal estándar de temperatura para fines climáticos, industriales y médicos en los países anglófonos hasta la década de 1960. A fines de la década de 1960 y durante la de 1970, la escala Celsius reemplazó a Fahrenheit en casi todos esos países, con la notable excepción de Estados Unidos.

Fahrenheit se utiliza en los Estados Unidos, sus territorios y estados asociados (todos atendidos por el Servicio Meteorológico Nacional de los EE. UU. ), así como en las Islas Caimán (británicas) y Liberia para aplicaciones cotidianas. La escala Fahrenheit se utiliza en los EE. UU. para todas las mediciones de temperatura, incluidas las previsiones meteorológicas, la cocción y las temperaturas de congelación de alimentos; sin embargo, para la investigación científica, la escala es Celsius y Kelvin. [20]

Estados Unidos

A principios del siglo XX, Halsey y Dale sugirieron que las razones de la resistencia al uso del sistema centígrado (ahora Celsius) en los EE. UU. incluían el mayor tamaño de cada grado Celsius y el punto cero más bajo en el sistema Fahrenheit; la escala Fahrenheit supuestamente es más intuitiva que Celsius para describir las temperaturas exteriores en latitudes templadas, siendo 100 °F un día caluroso de verano y 0 °F un día frío de invierno. [21]

Canadá

Canadá ha aprobado una legislación que favorece el Sistema Internacional de Unidades , manteniendo al mismo tiempo las definiciones legales de las unidades imperiales canadienses tradicionales. [22] Los informes meteorológicos canadienses se transmiten utilizando grados Celsius con referencias ocasionales a Fahrenheit, especialmente para transmisiones transfronterizas . Fahrenheit todavía se usa en prácticamente todos los hornos canadienses. [23] Los termómetros, tanto digitales como analógicos, que se venden en Canadá generalmente emplean las escalas Celsius y Fahrenheit. [24] [25] [26]

unión Europea

En la Unión Europea, es obligatorio utilizar Kelvin o grados Celsius al citar la temperatura para fines "económicos, de salud pública, de seguridad pública y administrativos", aunque los grados Fahrenheit pueden usarse junto con los grados Celsius como unidad complementaria. [27]

Reino Unido

La mayoría de los británicos utilizan Celsius. [28] Sin embargo, el uso de Fahrenheit todavía puede aparecer a veces junto con grados Celsius en los medios impresos sin una convención estándar para cuándo se incluye la medida.

Por ejemplo, The Times tiene una página meteorológica diaria totalmente métrica, pero incluye una tabla de conversión de Celsius a Fahrenheit. [29] Algunos tabloides del Reino Unido han adoptado la tendencia de utilizar Fahrenheit para temperaturas medias y altas. [30] Se ha sugerido que la razón para seguir utilizando Fahrenheit fue el énfasis en las temperaturas altas: "−6 °C" suena más frío que "21 °F", y "94 °F" suena más sensacionalista que "34 °C". [31]

Representación Unicode del símbolo

Unicode proporciona el símbolo Fahrenheit en el punto de código U+2109 ℉ GRADO FAHRENHEIT . Sin embargo, este es un carácter de compatibilidad codificado para la compatibilidad de ida y vuelta con codificaciones heredadas. El estándar Unicode desaconseja explícitamente el uso de este carácter: "La secuencia U+00B0 ° SIGNO DE GRADO + U+0046 F LETRA F MAYÚSCULA LATINA es preferible a U+2109 ℉ GRADO FAHRENHEIT , y esas dos secuencias deben tratarse como idénticas para la búsqueda". [32]

Véase también

Notas

  1. ^ "Sal Armoníaca" era una forma impura de cloruro de amonio. El químico francés Nicolas Lémery (1645-1715) lo analizó en su libro Cours de Chymie ( Un curso de química , 1675), describiendo dónde se produce de forma natural y cómo se puede preparar artificialmente. Se produce de forma natural en los desiertos del norte de África, donde se forma a partir de charcos de orina animal. Se puede preparar artificialmente hirviendo 5 partes de orina, 1 parte de sal marina y ½ parte de hollín de chimenea hasta que la mezcla se haya secado. Luego, la mezcla se calienta en una olla de sublimación hasta que se sublima; los cristales sublimados son sal Armoníaca . Véase:
    • Nicolas Lémery, Cours de chymie […], 7ª ed. (París, Francia: Estienne Michallet, 1688), Capítulo XVII: du Sel Armoniac , págs.
      • Traducción al inglés: Nicolas Lémery con James Keill, trad., A Course of Chymistry […], 3ª ed. (Londres, Inglaterra: Walter Kettilby, 1698), Cap. XVII: de Sal Armoniack, p. 383, disponible en línea en la Universidad Heinrich Heine (Düsseldorf, Alemania).
  2. ^ La temperatura eutéctica del cloruro de amonio y el agua se indica como -15,9 °C (3,38 °F) y como -15,4 °C (4,28 °F) en (respectivamente)
    • Peppin, SS; Huppert, HE; ​​Worster, MG (2008). "Solidificación en estado estacionario de cloruro de amonio acuoso" (PDF) . J. Fluid Mech . 159 . Cambridge University Press: 472 (tabla 1). Bibcode :2008JFM...599..465P. doi :10.1017/S0022112008000219. S2CID  30271164. Archivado (PDF) desde el original el 19 de enero de 2010.
    • Barman, N.; Nayak, AK; Chattopadhyay, H. (2021). "Solidificación de una solución binaria (NH4Cl + H2O) en una placa de enfriamiento inclinada: un estudio paramétrico" (PDF) . Procedia Materials Science . 7 : 456 (tabla 1). doi : 10.1016/j.mspro.2014.07.288 . Archivado (PDF) desde el original el 15 de enero de 2019.

Referencias

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  2. ^ ab "Escala de temperatura Fahrenheit". Encyclopædia Britannica Online . Consultado el 25 de septiembre de 2015 .
  3. ^ "Fahrenheit: hechos, historia y fórmulas de conversión". Live Science . Consultado el 9 de febrero de 2018 .
  4. ^ Benham, Elizabeth (6 de octubre de 2020). "Derribando mitos sobre el sistema métrico". Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST).
  5. ^ "Apéndice C - Tablas generales de unidades de medida" (PDF) . Manual NIST 44 - Especificaciones, tolerancias y otros requisitos técnicos para dispositivos de pesaje y medición - 2022. Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) de EE. UU. 29 de noviembre de 2021. Archivado (PDF) del original el 27 de diciembre de 2021.
  6. ^ "50 años de pronósticos meteorológicos en grados Celsius: ¿es hora de acabar con los grados Fahrenheit para siempre? | Metric Views". Archivado desde el original el 2 de octubre de 2020. Consultado el 28 de julio de 2019 .
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  8. ^ ab Boyes, Walt (2009). Libro de referencia de instrumentación. Butterworth-Heinemann. págs. 273-274. ISBN 978-0-7506-8308-1. Recuperado el 17 de julio de 2011 .
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  10. ^ Sogin, Harold H.; Hassan, Kamal-Eldin (junio de 1956). Manual de diseño para intercambiadores de calor regenerativos de tipo rotatorio. Wright Air Development Center. pág. xii.
  11. ^ abc Fahrenheit, Daniele Gabr. (1724) Experimenta & observationes de congelatione aquæ in vacuo factæ a DG Fahrenheit, RS S (Experimentos y observaciones sobre la congelación del agua en el vacío por DG Fahrenheit, RSS), Philosophical Transactions of the Royal Society of London , vol. 33, núm. 382, ​​página 78 (marzo-abril de 1724). Citado y traducido en http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm.
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  18. ^ Cavendish, Henry; Heberden, William; Aubert, Alexander; Luc, Jean Andre De; Maskelyne, Nevil; Horsley, Samuel; Planta, Joseph (28 de diciembre de 1777). "XXXVII. El informe del Comité designado por la Royal Society para considerar el mejor método de ajuste de los puntos fijos de los termómetros; y de las precauciones necesarias que deben emplearse al hacer experimentos con esos instrumentos". Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 67 : 816–857. doi : 10.1098/rstl.1777.0038 . ISSN  0261-0523.
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  20. ^ "782 - Informes y pronósticos de aeródromos: Manual del usuario de los códigos". Organización Meteorológica Mundial . Consultado el 23 de septiembre de 2009 .
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  23. ^ Pearlstein, Steven (4 de junio de 2000). "¿Canadá adoptó el sistema métrico decimal? Sí y no". The Seattle Times . Consultado el 5 de junio de 2011 .
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  28. ^ "A los medios les gusta la escala Fahrenheit, pero la mayoría de los británicos piensan en grados Celsius". Opinium . 24 de julio de 2013 . Consultado el 21 de junio de 2021 .
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  • Medios relacionados con la temperatura en grados Fahrenheit en Wikimedia Commons
  • La definición del diccionario de fahrenheit en Wikcionario
  • Daniel Gabriel Fahrenheit (físico holandés nacido en Polonia) – Encyclopædia Britannica
  • "En subasta | Uno de los tres únicos termómetros Fahrenheit originales" Página de Enfilade para la venta de Christie's de 2012 de un termómetro de mercurio Fahrenheit
    • Nota de prensa de Christie's
  • «Unidades del SI - Temperatura». NIST . Instituto Nacional de Normas y Tecnología (Departamento de Comercio de EE. UU.). 15 de noviembre de 2019 . Consultado el 25 de febrero de 2020 .
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