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| 華氏 | |
|---|---|
 華氏 (外側のベゼルに表示) と摂氏(内側のダイヤルに表示) の単位が付いた温度計。 | |
| 一般情報 | |
| 単位系 | 帝国/米国慣用単位 |
| 単位 | 温度 |
| シンボル | °F |
| 名前の由来 | ダニエル・ガブリエル ファーレンハイト |
| コンバージョン | |
| x °Fで... | ...は...に対応します。 |
| SI基本単位 | 5/9 ( x +459.67) K |
| SI 組立単位 | 5/9 ( x − 32) °C |
| ヤードポンド法/米国 絶対スケール | x + 459.67 °Ra |
華氏温度（/ ˈ f æ r ə n h aɪ t , ˈ f ɑː r - / ）は、ヨーロッパの物理学者ダニエル・ガブリエル・ファーレンハイト（1686–1736）が1724年に提唱した温度目盛りに基づくものである。 [1]単位として華氏度（記号：°F ）を使用する。彼が最初に温度目盛りを定義した方法については複数の説明が存在するが、元の論文では、下限の定義点である0 °Fは、水、氷、塩化アンモニウム（塩）の混合物から作られた塩水が凝固する温度として確立されたと示唆している。[2] [3]確立されたもう1つの制限は、平均体温の彼の最良の推定値であり、最初は90 °F、次に96 °F（後の温度目盛りの再定義により、現代の値より約2.6 °F低い）と設定された。[2]
20世紀の大半において、華氏温度は180度離れた2つの固定点で定義されていました。純水が凍る温度は32度、水の沸点は海面および標準大気圧下で212度と定義されていました。現在は正式にはケルビン温度で定義されています。[4] [5]
この条例は、アメリカ合衆国（その非法人地域を含む）、西太平洋の自由連合国（パラオ、ミクロネシア連邦、マーシャル諸島）、ケイマン諸島、リベリアで引き続き使用されています。
アンティグア・バーブーダ、セントクリストファー・ネイビス、バハマ、ベリーズなど、米国の計量サービスを使用している他の国々では、摂氏と並んで華氏が一般的に使用されています。ヴァージン諸島、モントセラト、アンギラ、バミューダを含む少数の英国海外領土でも、両方の目盛りが使用されています。 [6]他のすべての国は現在、摂氏（1948年までは「摂氏」）を使用していますが、摂氏は華氏の18年後に発明されました。[7]
定義と変換
歴史的に、華氏温度計では水の凝固点は32 °F で、標準大気圧での沸点は212 °F でした。これにより、水の沸点と凝固点は 180 度離れていました。[8]したがって、華氏温度計での 1 度は、凝固点と沸点の間隔の1 ⁄ 180でした。摂氏温度計では、水の凝固点と沸点はもともと 100 度離れていると定義されていました。1 °F の温度間隔は、 5 ⁄ 9 摂氏度の間隔に等しかったです。現在では華氏と摂氏の両方のスケールがケルビンで定義されており、この関係は維持され、1 °F の温度間隔は5 ⁄ 9 K の間隔および5 ⁄ 9 °C の間隔に等しくなります 。華氏と摂氏のスケールは、それぞれの単位で数値的に -40 で交差します (つまり、-40 °F ≘ -40 °C)。
絶対零度は0 K、-273.15 °C、または-459.67 °Fです。ランキン温度目盛りは、絶対零度が0 °Rであることを除いて、華氏目盛りと同じ大きさの度間隔を使用します。これは、絶対零度が0 Kであることを除いて、ケルビン温度目盛りが摂氏目盛りと一致しているのと同じです。 [8]
度記号(°) と大文字の Fの組み合わせは、華氏温度スケールの慣例的な記号です。この記号の後に続く数字 (スペースで区切る) は、特定の温度点を表します (例: 「ガリウムは 85.5763 °F で融解します」)。温度差や温度の不確実性も慣例的に同じ方法で記述されます。例: 「熱交換器の出力は 72 °F 増加します」または「標準不確実性は ±5 °F です」。ただし、一部の著者は代わりに「50 F° 増加します」という表記 (記号の順序を逆にする) を使用して温度差を示します。摂氏スケールにも同様の慣例があります。摂氏§ 温度と間隔を参照してください。[9] [10]
変換（特定の温度点）
特定の温度点の華氏と摂氏、およびケルビン間の正確な変換には、次の式を適用できます。ここで、f は華氏、 c は摂氏、k はケルビンの値 です。
- f °F からc °C: c = 32倍/1.8
- c °C からf °F: f = c × 1.8 + 32
- f °F からk K: k = 459.67円/1.8
- k K からf °F: f = k × 1.8 − 459.67
また、−40 °F ≘ −40 °C という対応関係を利用して、摂氏と華氏のスケールを正確に変換することもできます。ここでも、f は華氏での数値、c は摂氏での数値です。
- f °F からc °C: c = 40度/1.8 − 40
- c °C からf °F: f = ( c + 40) × 1.8 − 40
変換（温度差または間隔）
華氏と摂氏のスケール間で温度間隔を変換する場合、定数を使用せず比率のみを使用します (この場合、間隔はケルビンでも摂氏でも同じ数値になります)。
- f °F からc °C またはk K: c = k = ふ/1.8
- c °C またはk K からf °F: f = c × 1.8 = k × 1.8
歴史
華氏は1724年に、2つの温度基準点に基づいた温度目盛りを提案した。彼の最初の目盛り（最終的な華氏目盛りではない）では、ゼロ点は「氷、水、サリス・アルモニアシ[注1] [訳：塩化アンモニウム]または海塩の混合物」の中に温度計を置くことで決定された。 [11]この組み合わせは共晶系を形成し、自動的に温度を安定させる。0°Fはその安定した温度と定義された。2番目の点である96度は、ほぼ人体の温度であった。[11] 3番目の点である32度は、「前述の塩分なし」の氷と水の温度としてマークされた。[11]
ドイツの伝説によると、ファーレンハイトは実際には1708年から1709年の冬に故郷のダンツィヒ（ポーランドのグダニスク）で測定された最低気温を0°Fとしており、後になって塩水を使ってこの値を再現する必要に迫られたという。[12] [検証に失敗した]
ファーレンハイトが友人のヘルマン・ブールハーヴェに宛てた手紙によると、[13]彼のスケールは、以前に会ったオーレ・レーマーの研究に基づいて構築されたとのことです。レーマーのスケールでは、塩水はゼロで凍り、水は7.5度で凍って溶け、体温は22.5度で、水は60度で沸騰します。ファーレンハイトは、端数をなくしてスケールをより細かくするために、それぞれの値に4を掛けました。その後、氷の融点と通常の人間の体温（それぞれ30度と90度）を使用してスケールを再調整しました。彼は、氷の融点が32度、体温が96度になるようにスケールを調整し、2つの温度を64の間隔で分け、単に間隔を6回二等分するだけで（64 = 2 6なので）、機器に度線をマークできるようにしました。[14] [15]
ファーレンハイトはその後すぐに、この目盛りを使って水が約212度で沸騰することを観察した。[16]水の凝固点と沸点を温度計の固定基準点として使用することは、アンネシュ・セルシウスの研究に続いて人気となり、これらの固定点は1776年から1777年にかけてヘンリー・キャベンディッシュ率いる王立協会の委員会によって採用された。 [17] [18]このシステムでは、ファーレンハイトの目盛りがわずかに再定義され、水の凝固点は正確に32度、沸点は正確に212度、つまり180度高くなった。このため、通常の人体温度は改訂された目盛りでは約98.6度（口腔温度）である（ファーレンハイトがローマーを乗じた温度では90度、元の目盛りでは96度であった）。[19]
現在の華氏温度スケールでは、0 °F は、前述のように塩化アンモニウム塩水の共晶温度には対応しなくなりました。代わりに、最終的な華氏温度スケールでは、共晶温度はおよそ 4 °F になります。[注 2]
ランキン温度目盛りは華氏温度目盛りに基づいており、そのゼロは絶対零度を表します。
使用法
一般的な
華氏 (°F)
華氏 (°F) と摂氏 (°C)
摂氏 (°C)
1960 年代まで、英語圏の国々では、気候、産業、医療の目的において華氏温度が主要な温度基準でした。1960 年代後半から 1970 年代にかけて、米国を除くほぼすべての国で華氏温度に代わり摂氏温度が採用されました。
華氏は、アメリカ合衆国とその領土および関連州（すべてアメリカ国立気象局が管理）ならびに（イギリス領）ケイマン諸島およびリベリアで日常的に使用されています。華氏は、天気予報、調理、食品の凍結温度など、あらゆる温度測定に米国で使用されていますが、科学研究では摂氏とケルビンが使用されています。[20]
アメリカ合衆国
20世紀初頭、ハルゼーとデールは、アメリカで摂氏（現在のセルシウス）システムの使用に抵抗がある理由として、摂氏1度の大きさが大きいことと華氏システムのゼロ点が低いことを挙げた。言い換えれば、華氏スケールは温帯緯度の屋外温度を表すのに摂氏よりも直感的で、100°Fは暑い夏の日、0°Fは寒い冬の日である。[21]
カナダ
カナダは国際単位系を支持する法律を可決しましたが、同時に伝統的なカナダの帝国単位の法的定義も維持しています。[22]カナダの天気予報は摂氏で伝えられますが、特に国境を越えた放送では華氏も時々参照されます。華氏は今でも事実上すべてのカナダのオーブンで使用されています。[23]カナダで販売されているデジタルとアナログの両方の温度計は、通常摂氏と華氏の両方の目盛りを採用しています。[24] [25] [26]
欧州連合
欧州連合では、「経済、公衆衛生、公共の安全、行政」の目的で温度を引用する際にはケルビンまたは摂氏度を使用することが義務付けられているが、摂氏度とともに華氏度を補助単位として使用することができる。[27]
イギリス
イギリス人のほとんどは摂氏を使用しています。[28]しかし、印刷メディアでは摂氏と並んで華氏が使用されることがありますが、華氏をいつ含めるかについての標準的な慣習はありません。
例えば、タイムズ紙の毎日の天気予報ページはすべてメートル法だが、摂氏から華氏への換算表も掲載されている。[29]英国のタブロイド紙の中には、中～高温の気温に華氏を使用する傾向にあるところもある。[30]華氏を使い続ける理由は、高温を強調するためだとされている。「-6 °C」は「21 °F」よりも冷たく聞こえ、「94 °F」は「34 °C」よりもセンセーショナルに聞こえるからだ。[31]
シンボルのUnicode表現
Unicodeでは、華氏記号をコードポイントU+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEITで提供しています。しかし、これは従来のエンコーディングとの互換性を保つためにエンコードされた互換文字です。Unicode標準では、この文字の使用は明示的に推奨されていません。「U+00B0 ° DEGREE SIGN + U+0046 F LATIN CAPITAL LETTER FのシーケンスはU+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEITよりも優先され、これら2つのシーケンスは検索では同一として扱われるべきです。」[32]
参照
注記
- ^ 「塩化アンモニウム塩」は不純な塩化アンモニウムの一種である。フランスの化学者ニコラ・レメリー（1645–1715）は、著書『化学講座』（ 1675年）で塩化アンモニウム塩について論じ、塩化アンモニウムが自然発生する場所と人工的に製造する方法を説明した。塩化アンモニウム塩は北アフリカの砂漠に自然に発生し、動物の尿の水たまりから形成される。人工的に製造するには、尿5、海塩1、煙突の煤1/2の割合で沸騰させて混合物が乾燥するまで加熱する。次に、混合物を昇華釜で昇華するまで加熱する。昇華した結晶が塩化アンモニウム塩である。参照：
- ニコラ・レメリ、Cours de chymie […]、第 7 版。 (パリ、フランス: Estienne Michallet、1688 年)、Chapitre XVII : du Sel Armoniac、338 ～ 339 ページ。
- 英語訳：ニコラ・レメリーとジェームズ・キールの翻訳、A Course of Chemistry […]、第3版（ロンドン、イギリス：ウォルター・ケティルビー、1698年）、第17章：サル・アルモニアック、383ページ、ハインリヒ・ハイネ大学（デュッセルドルフ、ドイツ）でオンラインで入手可能。
- ニコラ・レメリ、Cours de chymie […]、第 7 版。 (パリ、フランス: Estienne Michallet、1688 年)、Chapitre XVII : du Sel Armoniac、338 ～ 339 ページ。
- ^ 塩化アンモニウムと水の共晶温度は、それぞれ -15.9 °C (3.38 °F) と -15.4 °C (4.28 °F) と記載されています。
- Peppin, SS; Huppert, HE; Worster, MG (2008). 「水性塩化アンモニウムの定常固化」(PDF) . J. Fluid Mech . 159 . Cambridge University Press: 472 (表 1). Bibcode :2008JFM...599..465P. doi :10.1017/S0022112008000219. S2CID 30271164. 2010 年 1 月 19 日のオリジナルから アーカイブ(PDF) 。
- Barman, N.; Nayak, AK; Chattopadhyay, H. (2021). 「傾斜冷却プレート上での二成分溶液 (NH4Cl + H2O) の固化: パラメトリックスタディ」(PDF) . Procedia Materials Science . 7 : 456 (表 1). doi : 10.1016/j.mspro.2014.07.288 . 2019 年 1 月 15 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズの華氏温度に関連するメディア
ウィクショナリーの華氏の辞書定義- ダニエル・ガブリエル・ファーレンハイト（ポーランド生まれのオランダの物理学者） – ブリタニカ百科事典
- 「オークションにて | 華氏温度計のオリジナル 3 台のうちの 1 台」 2012 年クリスティーズで行われた華氏水銀温度計のオークション
のEnfiladeページ
- クリスティーズのプレスリリース
- 「SI単位 - 温度」。NIST。米国国立標準技術研究所（米国商務省）。2019年11月15日。 2020年2月25日閲覧。