- 摂氏目盛り
- 同等
- 例：摂氏と華氏のスケール間の同等性
- 例：摂氏とケルビンの尺度間の同等性
- 華氏目盛
- 華氏を摂氏に変換
- 例
- ケルビンスケール
- ケルビンスケールと摂氏と華氏のスケール
- ランキンスケール
- レオミュールスケール
- 演習2
- 解決
- コンバージョンの概要
- 参考文献
温度測定スケールは、温度の測定に使用されるもの、システムの熱エネルギーを定量化するために使用される大きさの尺度です。温度を測定するために使用されるデバイス、つまり温度計は、読み取り値を取得できるようにスケールを組み込む必要があります。
適切なスケールを作成するには、2つの参照点を取り、それらの間の間隔を分割する必要があります。これらの区分は度と呼ばれます。このようにして、測定対象の温度（コーヒーの温度、バス、または体温）が、機器にマークされている基準と比較されます。
図1.摂氏スケールで目盛りが付けられた温度計。出典：Pixabay。
最も一般的に使用される温度スケールは、摂氏、華氏、ケルビンおよびランキンスケールです。基準点として選択される点は任意であるため、すべて温度測定に等しく適しています。
摂氏スケールと華氏スケールの両方で、スケールのゼロは温度がないことを示しません。このため、これらは相対的な尺度です。一方、ケルビンスケールとランキンスケールでは、0は分子活動の停止を表すため、絶対スケールと見なされます。
摂氏目盛り
このスケールは、18世紀のスウェーデンの天文学者Anders C. Celsius（1701–1744）によって1735年頃に発明されました。非常に直感的で、このスケールは、通常の大気圧（1 atm）での水の凝固点と沸点を使用します。基準点として。
水はこれに非常に適した普遍的な物質であり、その値は実験室で簡単に取得できます。
摂氏の尺度では、水の氷点は0°Cに対応し、沸点は100°Cに対応しますが、元々は摂氏が反対の方法で提案しており、後で順序が逆になりました。これらの2つの参照値の間には、100の同一の区分があります。そのため、摂氏スケールと呼ばれることもあります。
同等
摂氏と他の温度スケールの同等性を確立するには、2つの側面を考慮する必要があります。
-摂氏スケールと他のスケールの関係は線形であるため、次の形式になります。
y = mx + b
-両方のスケールの基準点を知っている必要があります。
例：摂氏と華氏のスケール間の同等性
TみようºCが可能摂氏スケールの温度およびT ºFので、華氏スケールの温度：
0ºC=32ºFおよび100ºC=212ºFであることが知られています。これらの値を前の方程式に代入すると、次のようになります。
これは、2つの未知数を含む2つの線形方程式のシステムであり、既知の方法のいずれかで解くことができます。たとえば、削減によって：
________________
mがわかっているので、代入によってbを取得します。
次に、mとbの値を等価方程式に代入して、以下を取得します：
T °C =（5/9）。T ºF - （9分の160）=（5T ºF -160）/ 9
同等：T °C =（5/9）。（TºF -32）
この方程式では、TºFが表示される場所に値を入力するだけで、華氏を直接摂氏に渡すことができます。
例：摂氏とケルビンの尺度間の同等性
温度の絶対零度、つまり気体中のすべての分子活性が消失する値を測定するために、多くの実験が行われてきました。この温度は-273ºCに近いです。
T Kをケルビンの温度とすると、「程度」という語はこのスケールでは使用されません。
つまり、ケルビンスケールには負の値がないという点でスケールが異なります。摂氏と華氏の関係では、線の傾きは5/9に等しく、この場合は1に等しくなります。
ケルビンと摂氏度は同じサイズですが、前述のようにケルビンスケールには負の温度値が含まれていません。
華氏目盛
ダニエル・ファーレンハイト（1686–1736）は、ドイツ生まれのポーランド生まれの物理学者でした。1715年頃、華氏は任意に選択した2つの基準点に基づいて目盛り付きの温度計を作成しました。それ以来、英語圏の国で広く使用されています。
もともと華氏は、氷と塩の混合物の温度を低い設定値に選択し、それを0°に設定しました。もう1つは、人体温度を選択して100度に設定しました。
当然のことながら、彼は「正常な」体温が何であるかを決定するのにいくつかの問題を抱えていました。
体温が99.1ºFの完全に健康な人がいますが、他の人にとっては98.6 normalFが正常であることがわかります。後者は一般的な人口の平均値です。
したがって、華氏の基準点は、水の凝固点（32ºFと沸点212ºF）に合わせて変更する必要がありました。最後に、スケールは180等間隔に分割されました。
華氏を摂氏に変換
上記の方程式から、次のようになります。
同じように、次のように考えることができます。摂氏の目盛りは100度、華氏の目盛りは180度です。したがって、1ºCの増加または減少ごとに、1.8ºF=（9/5）ºFの増加または減少があります。
例
前の方程式を使用して、華氏からケルビンスケールに移動できる式を見つけます。
それを知っ：T ºC = T K - 273とすでに推測式に代入し、我々は持っています：
T ºC = T K - 273
したがって、TºF =（9/5）（T K -273）+ 32 =（9/5）T K -459.4
ケルビンスケール
ケルビン卿のウィリアム・トムソン（1824–1907）は、任意の基準点のないスケールを提案しました。これは、1892年に提案された、彼の名前を冠した絶対温度スケールです。絶対0が可能な最低温度であるため、負の温度値はありません。
0 Kの温度では、分子の動きは完全に停止しています。これは国際システム（SI）スケールですが、摂氏スケールも付属ユニットと見なされます。ケルビンスケールは「度」を使用しないので、温度は「ケルビン」と呼ばれる数値に単位を加えたものとして表されます。
これまでのところ、絶対零度に到達することはできませんでしたが、科学者たちはかなり接近しています。
実際、低温に特化した研究所では、ナトリウムサンプルを700ナノケルビンまたは700 x 1010 -9ケルビンに冷却できました。一方、スケールの反対側では、核爆発により1億ケルビン以上の温度が発生する可能性があることが知られています。
各ケルビンは、水の三重点の温度の1 / 273.16の部分に対応します。この温度では、水の3つの相は平衡状態にあります。
ケルビンスケールと摂氏と華氏のスケール
ケルビンスケールと摂氏スケールの関係は、273.16から273に丸めます。
同様に、代入により、ケルビンスケールと華氏スケールの間の関係が得られます。
ランキンスケール
ランキンスケールは、スコットランド生まれのエンジニア、ウィリアムランキン（1820-1872）によって提案されました。彼は産業革命の先駆者であり、熱力学に多大な貢献をしました。1859年、彼は絶対温度スケールを提案し、-459.67°Fでゼロを設定しました。
このスケールでは、度のサイズは華氏スケールと同じです。ランキンスケールはRとして示され、ケルビンスケールと同様に、その値は度ではなく、ランキンと呼ばれます。
したがって：
0 K = 0 R = -459.67°F =-273.15°C
要約すると、ここで、すでに説明したものからランキンスケールに移行するために必要な変換を示します。
図2.ランキン温度スケール変換。出典：F. Zapata
レオミュールスケール
以前に使用されていたもう1つの温度スケールは、レオミュールスケールで、度またはºRで表されます。現在は使用されていませんが、摂氏で置き換えられるまでヨーロッパでは広く使用されていました。
それは1731年頃にルネアントワーヌフェルショードレオミュール（1683-1757）によって作成されました。その参照は次のとおりです。水の凝固点は0°R、沸点は80°R。
見てわかるように、それはゼロの摂氏スケールと一致しますが、他の値では確かに一致しません。それは摂氏スケールに関連しています：
温度が一致しなければならないので、次にT ºC = T ºFは = X、その次の
場合T ºC = -40ºC、またT ºF = -40ºF
演習2
ボイラーから出る蒸気の温度は610ºRです。華氏と摂氏で温度を検索します。
解決
等価性は、したがって、使用されるレオミュール度のセクションに見られる：T ºC =（5/4）T ºR =（5/4）を。610°C = 762.5°C
次に、この検出された値を華氏に変換するか、言及された別の変換を使用できます。
同じ結果を与えるか、この他方、：T ºR =（4/9）（T ºF - 32）
それが解決される：T ºF =（9/4）T ºR + 32 =（9/4）610 + 32ºF= 1404.5ºFを。
コンバージョンの概要
要約すると、次の表は、説明されているすべてのスケールの変換を示しています。
図3.温度スケールの変換表。出典：F. Zapata
参考文献
- 温度スケール。回収元：thales.cica.es。
- ナイト、R。2017。科学者および工学のための物理学：戦略的アプローチ。ピアソン。
- Tillery、B。2012。PhysicalScience。マグローヒル。
- ウィキペディア。摂氏。回復元：es.wikipedia.org
- ウィキペディア。華氏度。回復元：es.wikipedia.org。
- ウィキペディア。ランキン。回復元：es.wikipedia.org。