تعریف درجه فارنهایت در صنایع مکانیک

تعریف درجه فارنهایت در صنایع مکانیک:
چهاردهم آگوست 1701 میلادی، پدر و مادر «دنیل گابریل فارنهایت» (Daniel Gabriel Fahrenheit)، به دلیل خوردن قارچ های سمی از دنیا رفتند. ولی با این وجود، فارنهایت حدود هفت سال تحت تعقیب بود و در این مدت به مناطق مختلفی در اروپا فرار کرد. این سفرها مقدمه ای شد تا او با دستگاه های مختلف اندازه گیری و به ویژه دماسنج ها آشنا شود.

فارنهایت، در سال1708 در دانمارک، با «اُل رومر» (Ole Romer) شهردار کپنهاگن آشنا شد که اتفاقاً ستاره شناس مشهوری هم بود. او کسی بود که روشی دقیق برای اندازه گیری سرعت نور پیدا کرده بود. اما اختراع دیگر رومر که ارتباطی هم با این مقاله دارد، کشف یک مقیاس جدید برای اندازه گیری دما بود.

در این مقیاس اندازه گیری، آب در درجه7.5 یخ می زد و دمای بدن انسان برابر با22.5 درجه بود. دلیل این انتخاب ها هم این بود که دمای جوش آب را روی درجه60 تنظیم کرده بود. طبق این تقسیم بندی، دمای انجماد آب در یک هشتم و دمای بدن در سه هشتم از این مقیاس قرار می گرفت.

فارنهایت در گام اول و پس از آشنایی با درجه بندی رومر، به فکر این افتاد تا تغییراتی در این سیستم ایجاد کند. به همین منظور، دمای انجماد آب و دمای بدن انسان را به ترتیب در درجه های8و24 قرار داد. این، اولین مقیاس فارنهایت بود. در این درجه بندی، دمای جوش آب نیز برابر با 64 شده بود.

اما پس از مدتی، فارنهایت، تمام اعداد این بازه را در عدد4 ضرب کرد. اولین دلیل او برای این کار، بالا بردن دقت اندازه گیری ها بود.

اما او به قدری در کارش دقیق بود که تمام دماسنج هایی که می ساخت دقت یکسانی داشتند. فارنهایت اولین کسی بود که از جیوه به عنوان سیال داخل دماسنج استفاده کرد. در آن زمان، عموماً الکل با فرمول C2H5OH در ساخت این تجهیزات به کار می رفت.

مزیت جیوه نسبت به الکل این است که دمای جوش بسیار بالاتری دارد. هدف او این بود که هر یک درجه افزایش دما، با میزان مشخصی افزایش در حجم سیال اندازه گیری متناظر باشد.

امروزه می دانیم که یک درجه فارنهایت افزایش دما، حجم جیوه را دقیقاً به اندازه یک ده هزارم افزایش می دهد.

البته هنوز هم مشخص نیست که دمای صفر درجه فارنهایت دقیقاً با چه پدیده ای متناظر است. به اعتقاد بسیاری، در این دما، مخلوط یخ، نمک و آب با هم در تعادل هستند ولی اول اینکه این مخلوط می تواند ترکیبات زیادی را شامل شود و دوم اینکه هیچ یک از این ترکیبات، دقیقاً دمای صفر درجه فارنهایت را نشان نمی دهند.

همچنین در روایت دیگری هم گفته شده که به عقیده فارنهایت، صفر مربوط به درجه حرارتی است که بدن انسان یخ می زند و دیگر قادر به زنده ماندن نیست.

پس از مرگ فارنهایت، درجه های 32و212 به ترتیب به دماهای انجماد و جوش آب اختصاص داده شد و همچنین دمای استاندارد بدن انسان برابر98.6 درجه فارنهایت تعیین شد. این تبدیل ها باعث شد تبدیل درجه فارنهایت به درجه سلسیوس، راحت تر انجام پذیرد. هر یک درجه فارنهایت، با پنج نهم هر درجه سلسیوس برابر است. دو مقیاس فارنهایت و سلسیوس در درجه منفی 40 به یکدیگر می رسند. یعنی درجه حرارت
−40∘Fبا−40∘Cبرابر است.

در بین سال های1960تا1970، تقریباً تمام کشورها استفاده از درجه فارنهایت را کنار گذاشته و به سلسیوس رو آوردند تا سهمی در استانداردسازی مقیاس ها و اوزان داشته باشند. ایالات متحده آمریکا یکی از معدود کشورهایی است که هنوز هم به استفاده از این مقیاس قدیمی دما ادامه می دهد. طرفداران این درجه بندی اعتقاد دارند، فارنهایت مقیاسی است که بدن انسان قادر به تشخیص هر یک درجه آن است.

تبدیل درجه فارنهایت به مقیاس های دیگر:
در بسیاری از مسائل مختلف ترمودینامیک نیاز است تا دما از مقیاسی به مقیاسی دیگر تبدیل شود. برای تبدیل فارنهایت به مقیاس های سلسیوس، کلوین و رانکین و برعکس می توانید از رابطه های زیر استفاده کنید.