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華氏温度目盛（/ ˈfærənhaɪt , ˈfɑːr- / ）は、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に基づくものです。 [ 1 ]単位は華氏度（記号： ° F）です。彼が最初にどのように目盛を定義したかについてはいくつかの記述がありますが、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の凝固点として確立されたと示唆されています。[ 2 ] [ 3 ]確立されたもう1つの限界は、人間の平均体温の最良の推定値であり、最初は90 °Fに設定され、その後96 °F（目盛の再定義により現代の値より約2.6 °F低い）になりました。 [ 2 ]
20世紀の大部分において、華氏温度目盛は180 °Fの差がある2つの固定点によって定義されていました。純水が凍る温度は32 °F、水の沸点は212 °Fと定義され、これは海面および標準大気圧下でも同様でした。現在では正式にはケルビン目盛を使用して定義されています。[ 4 ] [ 5 ]
引き続き、米国（非法人領土を含む）、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）（いずれも米国国立気象局を使用）、および英国海外領土の1つであるケイマン諸島で使用されている。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
華氏温度は、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、米国の気象サービスを使用している他の国々で摂氏温度と併用して使用されています。バージン諸島、モントセラト、アンギラ、バミューダなどの少数の英国海外領土でも、両方の温度スケールが使用されています。[ 9 ]その他のすべての国は現在、摂氏温度（1948年までは「摂氏」）を使用しており、これは華氏温度スケールの18年後に開発されました。[ 10 ]
歴史的に、華氏スケールでは水の凝固点 は 32 °F、沸点は212 °F (標準大気圧下) 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。[ 11 ]したがって、華氏スケールの 1 度は、凝固点と沸点の間の間隔の 1/180 でした。摂氏スケールでは、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 の温度間隔に相当しました。現在、華氏スケールと摂氏スケールの両方がケルビンによって定義されているため、この関係は維持され、1 °F の温度間隔は 5/9 K および 5/9 ° Cの温度間隔に相当します。華氏と摂氏の目盛りは、それぞれの単位で-40の点で数値的に交差します（つまり、-40 °Fは-40 °Cに相当します）。
絶対零度は 0 K、-273.15 °C、または -459.67 °F です。ランキン温度目盛は、 絶対零度が 0 °Rである点を除いて、華氏目盛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である点を除いて、ケルビン温度目盛がセルシウス目盛と一致するのと同じです。 [ 11 ]
度記号(°) に大文字の F を付ける組み合わせは、華氏温度目盛の慣習的な記号です。この記号の後に数字を付け (スペースで区切る) ると、特定の温度点を示します (例: "ガリウムは85.5763 °F で融解します")。温度の差や温度の不確かさも慣習的に同じように表記されます。例: "熱交換器の出力は 72 °F 上昇します" または "標準不確かさは ±5 °F です"。ただし、温度差を示すために、代わりに " 50 °F 上昇" (記号の順序を逆にする) という表記を使用する著者もいます。セルシウス目盛にも同様の慣習があります。セルシウス §温度と間隔を参照してください。[ 12 ] [ 13 ]
特定の温度点における華氏と摂氏、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。
また、摂氏と華氏の目盛りの間には、−40 °F ≘ −40 °C という対応関係を利用した正確な変換式も存在します。ここでも、 fは華氏での数値、c は摂氏での数値です。
華氏と摂氏の間で温度間隔を変換する場合、定数は使用せず、比率のみを使用します（この場合、温度間隔はケルビンでも摂氏でも同じ数値になります）。
ファーレンハイトは1724年に温度目盛を提案し、2つの基準点に基づいていました。彼の最初の目盛（最終的なファーレンハイト目盛ではない）では、ゼロ点は「氷、水、塩（塩化アンモニウム）[注1 ] 、あるいは海塩の混合物」に温度計を入れることによって決定されました。 [ 14 ]これらの組み合わせは共晶系（温度測定の文脈では冷却混合物としても知られています）を形成し、自動的に温度を安定させます。0°Fはその安定した温度として定義されました。現在では、塩化アンモニウムは約-15.5 °C（4 °F）の温度を示し、塩化ナトリウムは約-22 °C（-8 °F）の温度を示すことがわかっているため、この目盛の最低点は確実に再現できるとは考えにくいです。ファーレンハイトはおそらく、これらが異なる温度を示すことに気づいていなかったのでしょう。[ 15 ] [ 16 ]
2番目のポイントである32 度は、「前述の塩分を含まない」氷と水の温度としてマークされた。[ 14 ] 3番目のポイントである96 度は、人間の体温にほぼ相当する。[ 14 ]
ドイツの話によると、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（現在のポーランドのグダニスク）で測定された最低気温を0 °Fとして選び、後に塩水を使ってこの値を再現できるようにする必要が生じたという。[ 17 ]
ファーレンハイトが友人のヘルマン・ブールハーフェに宛てた手紙によると、[ 18 ]彼の目盛りは、以前会ったことのあるオーレ・レーマーの研究に基づいて作られた。レーマーの目盛りでは、塩水は0度で凍り、水は7.5度で凍り 、7.5度で溶け、体温は22.5度、水は60度で沸騰する。ファーレンハイトは、分数をなくして目盛りをより細かく するために、それぞれの値を4倍にした。次に、氷の融点と人間の通常の体温（それぞれ30度と90度）を使用して目盛りを再較正した。氷の融点が32度、体温が96度になるように目盛りを調整し、2つの間隔が64になるようにした。これにより、間隔を6回二等分するだけで（64 = 2 6なので）、計器に目盛り線をマークすることができた。[ 19 ] [ 20 ]
ファーレンハイトはその後すぐに、この目盛では水が約 212 度で沸騰することを観察した。[ 21 ]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、アンデルス・セルシウスの研究の後、普及し、これらの固定点は 1776 ～ 77 年にヘンリー・キャベンディッシュが率いる王立協会の委員会によって採用された。[ 22 ] [ 23 ]このシステムでは、ファーレンハイト目盛がわずかに再定義され、水の凝固点は正確に 32 °F、沸点は正確に 212 °F、つまり 180度高くなった。このため、改訂された目盛では人間の正常な体温は約 98.6 °F (口腔温) である (ファーレンハイトがレーマーを乗じた目盛では 90°、彼の元の目盛では 96° であった)。[ 24 ]
現在の華氏温度目盛では、0 °Fは上記のように塩化アンモニウム塩水の共晶温度にはもはや対応していません。代わりに、その共晶温度は 最終的な華氏温度目盛で約4°Fになります。[注2 ]
華氏温度は、 1960年代まで英語圏諸国において、気候、産業、医療分野における主要な温度基準として用いられていた。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摂氏温度が華氏温度に取って代わった。
華氏は、米国、その領土および関連州（すべて米国国立気象局が管轄）および（英国）ケイマン諸島で日常的に使用されています。米国では、天気予報、調理、食品の冷凍温度など、すべての温度測定に華氏スケールが使用されていますが、科学研究では摂氏とケルビンのスケールが使用されます。[ 25 ]
20世紀初頭、ハルゼーとデールは、米国で摂氏（現在のセルシウス）の使用に抵抗があった理由として、摂氏1度あたりの目盛りの大きさが大きく、華氏0度が華氏よりも低いことを挙げ、温帯地域では華氏の方が屋外の気温を表すのに直感的であり、100 °Fは暑い夏の日、0 °Fは寒い冬の日であると主張した。[ 26 ]
カナダは国際単位系を支持する法律を可決したが、同時に伝統的なカナダ帝国単位の法的定義も維持している。[ 27 ]カナダの天気予報は摂氏で伝えられ、特に国境を越えた放送では時折華氏も参照される。華氏は今でもカナダのほぼすべてのオーブンで使用されている。[ 28 ]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使用している。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]
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を使用することが義務付けられているが、華氏を補助単位として摂氏と併用することもできる。[ 32 ]
ほとんどのイギリス人は摂氏を使用しています。[ 33 ]しかし、印刷媒体では摂氏と並んで華氏も使用されることがあり、測定値を含める際の標準的な慣習はありません。
例えば、タイムズ紙は毎日メートル法で天気予報を掲載しているが、摂氏から華氏への換算表も掲載している。[ 34 ]イギリスのタブロイド紙の中には、中～高温の気温に華氏を使う傾向が見られるものもある。[ 35 ]華氏を使い続ける理由として、特に高温（天気）の場合には強調のためだという意見もある。「-6 °C」は「21 °F」よりも寒く聞こえ 、「94 °F」は「34 °C」 よりもセンセーショナルに聞こえる。 [ 36 ]
Unicode は、コード ポイントU+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEITで華氏記号を提供します。ただし、これは従来のエンコーディングとの往復互換性のためにエンコードされた互換性文字です。Unicode 標準では、この文字の使用を明示的に推奨していません。「U+00B0 ° DEGREE SIGN + U+0046 F LATIN CAPITAL LETTER F のシーケンスがU+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEITよりも推奨され、これら 2 つのシーケンスは検索時に同一として扱われるべきです。」[ 37 ]
「国務長官は、(a) 1972年欧州共同体法第2条(2)の規定に基づき、(b) 経済、健康、安全、または行政目的で使用される測定単位に関して指定された大臣として、同項により付与された権限を行使して、次の規則を制定する。」
ウィキメディア・コモンズにある華氏温度に関連するメディア
Wiktionaryにおける華氏の辞書定義