температура

Обзор

Температура измеряет среднюю кинетическую энергию частиц в системе и определяет направление теплового потока — тепло всегда перемещается от более теплого тела к более холодному до достижения равновесия.

В инженерии используются четыре температурные шкалы:

• Цельсий (°C) — метрическая шкала; вода замерзает при 0 °C и кипит при 100 °C при стандартном давлении.
• Фаренгейт (°F) — американская привычная шкала; вода замерзает при 32 °F и кипит при 212 °F.
• Кельвин (K) — абсолютная метрическая шкала; ноль Кельвина равен абсолютному нулю (−273.15 °C). Символ градуса не используется.
• Ранкин (°R) — абсолютная имперская шкала; ноль Ранкина равен абсолютному нулю (−459.67 °F).

Абсолютный ноль, теоретический нижний предел температуры, равен 0 K (−273.15 °C, −459.67 °F, 0 °R). При этой температуре прекращается все молекулярное движение.

Основные формулы

Цельсий ↔ Фаренгейт

$T(°F) = 1.8 \times T(°C) + 32$

$T(°C) = \frac{T(°F) - 32}{1.8}$

Цельсий ↔ Кельвин

$T(K) = T(°C) + 273.15$

$T(°C) = T(K) - 273.15$

Ранкин ↔ Другие шкалы

$T(°R) = T(°F) + 459.67$

$T(°R) = 1.8 \times T(K)$

Разность температур

Разности температур преобразуются с помощью коэффициента масштабирования — без смещения:

$\Delta T(°F) = 1.8 \times \Delta T(°C)$

$\Delta T(°R) = 1.8 \times \Delta T(K)$

$\Delta T(K) = \Delta T(°C)$

Пример: Вода охладилась с 100 °C до 60 °C. Разность составляет ΔT = 40 °C = 72 °F (а не 140 °F − 104 °F без смещения). В Фаренгейтах: ΔT = 1.8 × 40 = 72 °F.

Переменные

Таблица преобразования четырех шкал

Справочник по преобразованию Цельсия ↔ Фаренгейта

Конвертер Цельсия ↔ Фаренгейта

Конвертер температуры по четырём шкалам

Здесь восстановлен исходный конвертер с выводом значений в Цельсиях, Фаренгейтах, Кельвинах и Ранкинах в одном калькуляторе.

Связанное мобильное приложение от The Engineering ToolBox

На исходной странице предлагалось добавить веб-приложение конвертера температуры на мобильные устройства. Этот контент сохранён в виде примечания о веб-приложении: конвертер температуры можно использовать как калькулятор в браузере на телефонах и планшетах для быстрого перевода между Цельсиями, Фаренгейтами, Кельвинами и Ранкинами без установки отдельного нативного приложения.

Восстановленные исходные таблицы

Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.

Единицы температуры

Цельсий и Фаренгейт

Исходные изображения

Следующие исходные изображения сохранены, чтобы не потерять наглядный справочный материал. Если изображение содержит диаграмму или табличные данные, извлечённые значения представлены в таблицах, калькуляторах или интерактивных диаграммах на странице; остальные изображения оставлены как визуальные справочные источники.

Инженерные заметки

• Обозначения: Используйте °C для абсолютного значения температуры и C° для разницы температур. Например, повышение с 20 °C до 50 °C — это изменение на 30 C°. То же изменение составляет 54 °F или 54 °R разницы.
• Шкалы делений: 1 K = 1 C° = 1,8 °F = 1,8 °R. Шкалы Цельсия и Кельвина имеют одинаковый размер градуса; шкалы Фаренгейта и Ранкина имеют одинаковый (меньший) размер градуса.
• Применение шкалы Ранкина: Шкала Ранкина встречается преимущественно в устаревших американских расчётах в аэрокосмической отрасли и термодинамике энергетических циклов. В современной международной практике используется Кельвин.
• Практические пределы: Хотя абсолютный нуль является теоретическим минимумом, реликтовое излучение Вселенной задаёт естественную фоновую температуру около 2,7 K. Большинство инженерных материалов существенно меняют свойства ниже −40 °C — именно там шкалы Цельсия и Фаренгейта пересекаются (−40 °C = −40 °F).
• Точность: При преобразовании между шкалами сохраняйте дополнительные десятичные знаки на промежуточных этапах, чтобы избежать ошибок округления в производных расчётах, таких как теплопередача или эффективность.

Ссылки

• Температура — Engineering ToolBox