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Fahrenheit

Comprobado La escala Fahrenheit ( / ˈ f æ r ə n h aɪ t , ˈ f ɑː r -/ ) es una escala de temperatura basada en una propuesta en 1724 por el físico Daniel Gabriel Fahrenheit (1686...

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La escala Fahrenheit ( / ˈ f æ r ə n h aɪ t , ˈ f ɑː r -/ ) es una escala de temperatura basada en una propuesta en 1724 por el físico Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736). [ 1 ] Utiliza el grado Fahrenheit (símbolo: °F ) como unidad. Existen varias versiones sobre cómo definió originalmente su escala, pero el documento 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 fijada en 90  °F, luego en 96  °F (aproximadamente 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 definía mediante dos puntos fijos  separados por 180 °F: la temperatura de congelación del agua pura se definía como 32  °F y el punto de ebullición del agua como 212  °F, ambos a nivel del mar y bajo presión atmosférica estándar . Actualmente se define formalmente mediante la escala Kelvin . [ 4 ] [ 5 ]

Se sigue utilizando en los Estados Unidos (incluidos sus territorios no incorporados ), sus estados libremente asociados en el Pacífico Occidental ( Palaos , los Estados Federados de Micronesia y las Islas Marshall ), que utilizan el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos , y un Territorio Británico de Ultramar : las Islas Caimán . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

La escala Fahrenheit todavía se usa junto con la escala Celsius en otros países que utilizan el servicio meteorológico estadounidense , como Antigua y Barbuda , San Cristóbal y Nieves , las Bahamas y Belice . Algunos Territorios Británicos de Ultramar , incluidas las Islas Vírgenes , Montserrat , Anguila y Bermudas , también siguen usando ambas escalas. [ 9 ] Todos los demás países ahora usan Celsius ("centígrado" hasta 1948), que se desarrolló 18 años después de la escala Fahrenheit. [ 10 ]

Definición y conversión

Históricamente, en la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua era de 32  °F y el punto de ebullición de 212  °F (a presión atmosférica estándar ). Esto situaba los puntos de ebullición y congelación del agua  separados por 180 grados. [ 11 ] 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 con una separación de 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 definidas ahora 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 correspondiente (es decir, -40 °F corresponde a -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. [ 11 ]  

La combinación del símbolo de grado (°) seguido de la letra F mayúscula 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 de ±5  °F". Sin embargo, algunos autores utilizan 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 . [ 12 ] [ 13 ]  

Conversión (punto de temperatura específico)

Para una conversión exacta entre grados Fahrenheit y Celsius, y kelvins de un punto de temperatura específico , se pueden aplicar las siguientes fórmulas. Aquí, 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 kelvin 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. 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 ] [ cloruro de amonio ] o incluso sal marina". [ 14 ] Estas combinaciones forman un sistema eutéctico (también conocido como mezcla frigorífica en el contexto de la medición de la temperatura), que estabiliza su temperatura automáticamente: 0  °F se definió como esa temperatura estable. Ahora sabemos que el cloruro de amonio produce una temperatura de aproximadamente -15,5 °C (4 °F) , mientras que el cloruro de sodio produce una temperatura de aproximadamente -22 °C (-8 °F) , lo que hace improbable que este punto más bajo de la escala fuera reproducible de forma fiable; presumiblemente, Fahrenheit desconocía que producían temperaturas diferentes. [ 15 ] [ 16 ]    

Un segundo punto, 32  grados, se marcó como la temperatura del hielo y del agua "sin las sales mencionadas". [ 14 ] Un tercer punto, 96  grados, era aproximadamente la temperatura del cuerpo humano. [ 14 ]

Según un relato alemán, Fahrenheit eligió la temperatura del aire más baja medida en su ciudad natal, Danzig (actualmente Gdańsk, Polonia ), durante el invierno de 1708-09 como 0  °F, y solo más tarde tuvo la necesidad de poder reproducir este valor utilizando salmuera. [ 17 ]

Según una carta que Fahrenheit escribió a su amigo Herman Boerhaave , [ 18 ] su escala se basó en 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 grados y el agua hierve a 60  grados. Fahrenheit multiplicó cada valor por 4 para eliminar fracciones y hacer la escala más precisa . Luego recalibró su escala usando el punto de fusión del hielo y la temperatura corporal humana normal (que estaban a 30 y 90  grados); ajustó la escala de modo que el punto de fusión del hielo fuera de 32  grados y la temperatura corporal de 96  grados, de manera que 64 intervalos separaran ambos, lo que le permitió marcar líneas de grados en sus instrumentos simplemente dividiendo el intervalo 6 veces (ya que 64 = 2⁶ ) . [ 19 ] [ 20 ]

Poco después, Fahrenheit observó que el agua hierve a unos 212  grados utilizando esta escala. [ 21 ] El uso de los puntos de congelación y ebullición del agua como puntos de referencia fijos del termómetro se popularizó 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. [ 22 ] [ 23 ] 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 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). [ 24 ]

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

La escala de temperatura Rankine se basaba en la escala de temperatura Fahrenheit, con la diferencia de que su cero representaba 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 de habla inglesa hasta la década de 1960. A finales de la década de 1960 y durante la década de 1970, la escala Celsius reemplazó a la Fahrenheit en casi todos esos países, con la notable excepción de Estados Unidos.

La escala 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) para aplicaciones cotidianas. La escala Fahrenheit se utiliza en los EE. UU. para todas las mediciones de temperatura, incluyendo pronósticos meteorológicos, temperaturas de cocción y congelación de alimentos; sin embargo, para la investigación científica, se utilizan las escalas Celsius y Kelvin. [ 25 ]

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; y afirmaron que la escala Fahrenheit es más intuitiva que la 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. [ 26 ]

Canadá

Canadá ha aprobado legislación que favorece el Sistema Internacional de Unidades , manteniendo al mismo tiempo las definiciones legales de las unidades imperiales canadienses tradicionales. [ 27 ] 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. [ 28 ] Los termómetros, tanto digitales como analógicos, que se venden en Canadá suelen emplear las escalas Celsius y Fahrenheit. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]

unión Europea

En la Unión Europea , es obligatorio utilizar Kelvin o grados Celsius al citar temperaturas con fines "económicos, de salud pública, de seguridad pública y administrativos", aunque los grados Fahrenheit pueden utilizarse junto con los grados Celsius como unidad suplementaria. [ 32 ]

Reino Unido

La mayoría de los británicos usan Celsius. [ 33 ] Sin embargo, el uso de Fahrenheit todavía puede aparecer a veces junto con grados Celsius en los medios impresos sin una convención estándar sobre cuándo se incluye la medida.

Por ejemplo, The Times tiene una página diaria del tiempo con unidades métricas, pero incluye una tabla de conversión de Celsius a Fahrenheit. [ 34 ] Algunos tabloides del Reino Unido han adoptado la tendencia de usar Fahrenheit para temperaturas medias y altas. [ 35 ] Se ha sugerido que la razón para seguir usando Fahrenheit era de énfasis, especialmente para temperaturas (climáticas) altas: "−6  °C" suena más frío que "21  °F", y "94  °F" suena más sensacional que "34  °C". [ 36 ]

Representación Unicode del símbolo

Unicode proporciona el símbolo Fahrenheit en el punto de código U+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEIT . Sin embargo, este es un carácter de compatibilidad codificado para la compatibilidad bidireccional con codificaciones antiguas. El estándar Unicode desaconseja explícitamente el uso de este carácter: "Se prefiere la secuencia U+00B0 ° DEGREE SIGN + U+0046 F LATIN CAPITAL LETTER F a U+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEIT , y esas dos secuencias deben tratarse como idénticas para la búsqueda." [ 37 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ El "sal amoniaco" era una forma impura de cloruro de amonio. El químico francés Nicolas Lémery (1645-1715) lo analizó en su libro Cours de Chymie ( Curso de Química , 1675), describiendo dónde se encuentra de forma natural y cómo se puede preparar artificialmente. Se encuentra 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 un crisol de sublimación hasta que se sublima; los cristales sublimados son sal amoniaco . 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 Chemistry […], 3.ª 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 del 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) del 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) del original el 15 de enero de 2019.

Referencias

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  2. 1 2 "Escala de temperatura Fahrenheit" . Encyclopædia Britannica Online . Consultado el 25 de septiembre de 2015 .
  3. ↑ "Fahrenheit: Datos, historia y fórmulas de conversión" . Live Science . Consultado el 9 de febrero de 2018 .
  4. ↑ Benham, Elizabeth (6 de octubre de 2020). "Desmintiendo mitos sobre el sistema métrico" . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (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 Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST). 29 de noviembre de 2021. Archivado (PDF) del original el 27 de diciembre de 2021.
  6. ↑ Departamento de Comercio de EE. UU., NOAA. "Servicio Meteorológico Nacional" . www.weather.gov . Consultado el 30 de noviembre de 2025 .
  7. ↑ Departamento de Comercio de EE. UU., NOAA. "WSO Palau" . www.weather.gov . Consultado el 30 de noviembre de 2025 .
  8. ↑ "Proveedor de servicios meteorológicos de las Islas Caimán - CINWS" . www.weather.gov.ky . Consultado el 30 de noviembre de 2025 .
  9. ↑ "50 años de pronósticos meteorológicos en Celsius: ¿es hora de eliminar definitivamente Fahrenheit? | Metric Views" . Archivado del original el 2 de octubre de 2020. Consultado el 28 de julio de 2019 .
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  11. 1 2 Boyes, Walt (2009). Instrumentation Reference Book . Butterworth-Heinemann. pp. 273–274 . ISBN  978-0-7506-8308-1Consultado el 17 de julio de 2011 .
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  14. 1 2 3 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, n.º 382, ​​página 78 (marzo-abril de 1724). Citado y traducido en http://www.sizes.com:80/units/temperature_Fahrenheit.htm .
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  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con la temperatura en grados Fahrenheit en Wikimedia Commons.
  • Logotipo de WikcionarioDefinición de Fahrenheit en Wikcionario
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  • "En subasta | Uno de los tres únicos termómetros Fahrenheit originales" Página de Enfilade para la subasta de Christie's de 2012 de un termómetro de mercurio Fahrenheit
    • Comunicado de prensa de Christie's
  • "Unidades del SI - Temperatura" . NIST . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (Departamento de Comercio de EE. UU.). 15 de noviembre de 2019. Consultado el 25 de febrero de 2020 .