Soluzioni
  • La scala fahrenheit è una scala di temperatura ideata e proposta nel 1724 dal fisico tedesco Gabriel Fahrenheit e tutt'oggi utilizzata nei paesi anglosassoni, in Jamaica e negli Stati Uniti.

    In generale, per costruire una scala di temperatura bisogna:

    - fissare due stati termodinamici, detti punti fissi termometrici;

    - assegnare a ciascuno di questi punti una temperatura;

    - partire dalle due temperature appena definite per costruire tutta la scala.

    Come si definisce la scala fahrenheit

    Inizialmente, i punti fissi termometrici utilizzati per definire la scala fahrenheit furono:

    - la temperatura più bassa ai quei tempi raggiungibile in laboratorio, ossia la temperatura a cui un ugual mistura di acqua, sale e ghiaccio si scioglie. A tale temperatura si attribuì il valore di 0 °F.

    - la temperatura media del sangue di cavallo, a cui fu attribuito il valore di 96 °F.

    Dopo aver assegnato tali valori, la scala venne inizialmente suddivisa in 12 parti uguali, e successivamente ciascuna parte venne divisa in altre 8, così da avere un totale di 96 suddivisioni, a ciascuna delle quali corrispondeva 1 grado fahrenheit.

    Presto però ci si accorse che una scala termometrica definita in questo modo non era molto esatta; infatti a seconda del tipo di sale usato si avevano temperature di scioglimento differenti, inoltre la temperatura del sangue del cavallo varia da animale ad animale.

    Per questi motivi si scelse di ridefinire i punti fissi termometrici della scala fahrenheit in modo più preciso, associando:

    - al punto di congelamento dell'acqua la temperatura di 32 °F;

    - al punto di ebollizione dell'acqua la temperatura di 212 °F.

    In tal modo la scala venne suddivisa in 180 parti uguali, a ciascuna delle quali venne assegnato il valore di 1 grado fahrenheit.

    Scala fahrenheit e scala celsius

    La scala celsius venne introdotta qualche anno dopo la scala fahrenheit. Per definire la scala celsius vennero utilizzati gli stessi punti fissi della scala fahrenheit, ossia:

    - il punto di congelamento dell'acqua distillata alla pressione di 1 atm, a cui si associò il valore di 0 °C (gradi centigradi);

    - il punto di ebollizione dell'acqua distillata alla pressione di 1 atm, a cui venne attribuito il valore di 100 °C.

    Poiché la scala celsius ha 100 unità di differenza tra i due punti fissi, mentre la scala fahrenheit ne ha 180, ne consegue che:

    - il grado fahrenheit è 5/9 di un grado centigrado;

    - l'unica situazione in cui le due scale coincidono è a -40, ossia

    -40 \ ^{\circ}\mbox{C} = -40 \ ^{\circ}\mbox{\mbox{F}}

    In base alla relazione tra le due scale un metodo per convertire i gradi fahrenheit in gradi centigradi consiste nel sommare 40 alla temperatura espressa in fahrenheit, dividere per 1,8 ed infine sottrarre 40.

    In una formula:

    \mbox{T}_{\mbox{C}}=\frac{\mbox{T}_{\mbox{F}}+40}{1,8}-40

    Facendo qualche conticino si ottiene

    \mbox{T}_{\mbox{C}}=\frac{\mbox{T}_{\mbox{F}}+40-40\times 1,8}{1,8}= \frac{\mbox{T}_{\mbox{F}}+40-72}{1,8}

    da cui

    \mbox{T}_{\mbox{C}}=\frac{\mbox{T}_{\mbox{F}}-32}{1,8}

    che è la formula oggi utilizzata per effettuare le conversioni fahrenheit celsius.

    L'immagine seguente dovrebbe far cogliere la differenza tra scala fahrenheit e scala celsius.

     

    Scala fahrenheit

     

    Temperatura minima nella scala fahrenheit

    La più bassa temperatura raggiungibile nella scala fahrenheit è di -459,67 °F, che corrisponde a 0 kelvin, ossia alla temperatura più bassa raggiungibile in qualsiasi sistema fisico.

    Tale valore di temperatura individua in ciascuna scala termometrica la temperatura più bassa in assoluto e viene chiamata per tale motivo zero assoluto.

    ***

    Con questo è tutto! Per sapere come si definisce la scala kelvin rimandiamo alla pagina del link, se invece siete alla ricerca di un convertitore di temperatura - click!

    Risposta di Galois
 
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