La escala Fahrenheit ( / ˈ f æ r ə n ˌ h aɪ t , ˈ f ɑː r -/ ) es una escala de temperatura basada en una propuesta en 1724 por el físico europeo Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). [1] Utiliza el grado Fahrenheit (símbolo: °F ) como unidad. Existen varios relatos de cómo definió originalmente su escala, pero el artículo 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 (un sal ). [2] [3] El otro límite establecido fue su mejor estimación de la temperatura promedio del cuerpo humano , originalmente establecida en 90 °F, luego 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 definió por dos puntos fijos con una separación de 180 °F: la temperatura a la que se congela el agua pura se definió como 32 °F y el punto de ebullición del agua se definió como 212 °F. tanto al nivel del mar como bajo presión atmosférica estándar . Actualmente se define formalmente mediante la escala Kelvin . [4] [5]
Continúa utilizándose oficialmente en Estados Unidos (incluidos sus territorios no incorporados ), sus estados libremente asociados en el Pacífico Occidental ( Palau , los Estados Federados de Micronesia y las Islas Marshall ), las Islas Caimán y la antigua colonia estadounidense de Liberia . .
Fahrenheit todavía se usa comúnmente junto con la escala Celsius en otros países que utilizan el servicio metrológico de EE. UU. , como Antigua y Barbuda , Saint Kitts y Nevis , las Bahamas y Belice . Un puñado de territorios británicos de ultramar , incluidas las Islas Vírgenes , Montserrat , Anguila y Bermuda, también siguen utilizando ambas escalas. [6] Todos los demás países utilizan ahora la escala Celsius ("centígrados" hasta 1948), que se inventó 18 años después de la escala Fahrenheit. [7]
Aunque el Reino Unido cambió de Fahrenheit a Celsius en metrología, a veces todavía se utiliza Fahrenheit en los titulares de los periódicos para sensacionalizar las olas de calor. [8]
Históricamente, en la escala Fahrenheit el punto de congelación del agua era de 32 °F y el punto de ebullición era de 212 °F (a presión atmosférica estándar ). Esto separó los puntos de ebullición y congelación del agua a 180 grados. [9] 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 como separados por 100 grados. Un intervalo de temperatura de 1 °F equivalía a un intervalo de 5 ⁄ 9 grados Celsius. Con las escalas Fahrenheit y Celsius ahora definidas 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 respectiva (es decir, −40 °F ≘ −40 °C).
El cero absoluto es 0 K, −273,15 °C o −459,67 °F. La escala de temperatura de 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. [9 ]
La combinación del símbolo de grado (°) seguido de una 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) indica un punto de temperatura específico (por ejemplo, " 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, por ejemplo, "La salida del intercambiador de calor experimenta un aumento de 72 °F" o "Nuestra incertidumbre estándar es ±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, consulte Celsius § Temperaturas e intervalos . [10] [11]
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 kelvins:
También existe una conversión exacta entre las escalas Celsius y Fahrenheit haciendo uso de la correspondencia −40 °F ≘ −40 °C. Nuevamente, f es el valor numérico en grados Fahrenheit y c el valor numérico en grados Celsius:
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 kelvins que en grados Celsius):
Fahrenheit propuso su escala de temperatura en 1724, basándose en dos puntos de referencia de temperatura. En su escala inicial (que no es la escala Fahrenheit final), el punto cero se determinaba colocando el termómetro en "una mezcla de hielo , agua y salis Armoniaci [nota 1] [traducción de cloruro de amonio ] o incluso sal marina". . [12] Esta combinación forma un sistema eutéctico , que estabiliza su temperatura automáticamente: 0 °F se definió como esa temperatura estable. Un segundo punto, 96 grados, era aproximadamente la temperatura del cuerpo humano. [12] Un tercer punto, 32 grados, fue marcado como la temperatura del hielo y del agua "sin las sales antes mencionadas". [12]
Según una historia alemana, Fahrenheit eligió la temperatura más baja del aire medida en su ciudad natal, Danzig (Gdańsk, Polonia ) en el invierno de 1708-1709, como 0 °F, y sólo más tarde tuvo la necesidad de poder reproducir este valor utilizando salmuera. [13] [ verificación fallida ]
Según una carta que Fahrenheit escribió a su amigo Herman Boerhaave , [14] su escala se basó en el trabajo de Ole Rømer , a quien había conocido antes. 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 y el agua hierve a 60 grados. Fahrenheit multiplicó cada valor por 4 para eliminar fracciones y hacer la escala más fina . Luego recalibró su báscula utilizando el punto de fusión del hielo y la temperatura normal del cuerpo humano (que estaban entre 30 y 90 grados); Ajustó la escala para que el punto de fusión del hielo fuera de 32 grados y la temperatura corporal de 96 grados, de modo que 64 intervalos los separaran, lo que le permitió marcar líneas de grados en sus instrumentos simplemente dividiendo el intervalo en dos 6 veces (ya que 64 = 2 6 ). [15] [16]
Poco después, Fahrenheit observó que el agua hierve a unos 212 grados usando esta escala. [17] El uso de los puntos de congelación y ebullición del agua como puntos de referencia fijos del termómetro se hizo popular tras el trabajo de Anders Celsius , y estos puntos fijos fueron adoptados por un comité de la Royal Society dirigido por Henry Cavendish en 1776-1777. [18] [19] Bajo este sistema, la escala Fahrenheit se redefine ligeramente de modo que el punto de congelación del agua fuera exactamente 32 °F y el punto de ebullición fuera exactamente 212 °F, o 180 grados más. Es por esta razón que la temperatura normal del cuerpo humano es de aproximadamente 98,6 °F (temperatura oral) en la escala revisada (mientras que era de 90° en la multiplicación Fahrenheit de Rømer y 96° en su escala original). [20]
En la escala Fahrenheit actual, 0 °F ya no corresponde a la temperatura eutéctica de la salmuera de cloruro de amonio como se describe anteriormente. En cambio, ese eutéctico está a aproximadamente 4 °F en la escala final de Fahrenheit. [nota 2]
La escala de temperatura de Rankine se basó en la escala de temperatura Fahrenheit, y su cero representaba el cero absoluto .
La escala Fahrenheit fue el principal estándar de temperatura para fines climáticos, industriales y médicos en los países anglófonos hasta la década de 1960. A finales de los años 1960 y 1970, la escala Celsius reemplazó a la Fahrenheit en casi todos esos países (con la notable excepción de Estados Unidos y, en ciertos casos, el Reino Unido), generalmente durante su proceso de métrica general .
Fahrenheit se utiliza en los Estados Unidos, sus territorios y estados asociados (todos atendidos por el Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU .), así como en las Islas Caimán (británicas) y Liberia para aplicaciones cotidianas. Por ejemplo, los pronósticos meteorológicos, la preparación de alimentos y las temperaturas bajo cero en Estados Unidos generalmente se dan en grados Fahrenheit. Los científicos, incluidos los meteorólogos, utilizan grados Celsius o Kelvin en todos los países. [21]
A principios del siglo XX, Halsey y Dale sugirieron que las razones de la resistencia a utilizar el 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; Dicho de otra manera, 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. [22]
Canadá ha aprobado una legislación que favorece el Sistema Internacional de Unidades , al tiempo que mantiene definiciones legales para las unidades imperiales canadienses tradicionales. [23] Los informes meteorológicos canadienses se transmiten en grados Celsius con referencia ocasional a Fahrenheit, especialmente para transmisiones transfronterizas . Fahrenheit todavía se utiliza en prácticamente todos los hornos canadienses. [24] Los termómetros, tanto digitales como analógicos, que se venden en Canadá suelen utilizar las escalas Celsius y Fahrenheit. [25] [26] [27]
En la Unión Europea, es obligatorio utilizar kelvins o grados Celsius al indicar la temperatura con fines "económicos, de salud pública, de seguridad pública y administrativos", aunque se pueden utilizar grados Fahrenheit junto con los grados Celsius como unidad complementaria. [28] Por ejemplo, los símbolos de lavandería utilizados en el Reino Unido siguen las recomendaciones de la norma ISO 3758:2005 que muestra la temperatura del agua de la lavadora en grados Celsius únicamente. [29] La etiqueta equivalente en América del Norte utiliza de uno a seis puntos para indicar la temperatura con una temperatura opcional en grados Celsius. [30] [31]
Aunque Fahrenheit era la escala más popular en el Reino Unido, durante muchos años Celsius ha sido la escala principal utilizada y se enseña en las escuelas desde la década de 1970. [32] Dentro de sectores no regulados, como el periodismo, el uso de grados Fahrenheit en el Reino Unido no sigue un patrón fijo, y los grados Fahrenheit a veces aparecen junto a los grados Celsius. El Daily Telegraph no menciona Fahrenheit en su página meteorológica diaria, [33] mientras que The Times también tiene una página meteorológica diaria totalmente métrica, pero tiene una tabla de conversión de grados Celsius a Fahrenheit. [34] Al publicar noticias, algunos tabloides del Reino Unido han adoptado la tendencia de utilizar grados Celsius en los titulares y debates relacionados con las bajas temperaturas y Fahrenheit para las temperaturas medias y altas. [35] [ discutir ] En febrero de 2006, el escritor de un artículo en The Times sugirió que la razón era de énfasis: "-6 °C" suena más frío que "21 °F" y "94 °F" suena más frío. impresionante que "34 °C". [36]
Unicode proporciona el símbolo Fahrenheit en el punto de código U+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEIT . Sin embargo, este es un carácter de compatibilidad codificado para compatibilidad de ida y vuelta con codificaciones heredadas. El estándar Unicode desaconseja explícitamente el uso de este carácter: "La secuencia U+00B0 ° SIGNO DE GRADO + U+0046 F LETRA F MAYÚSCULA LATINA se prefiere a U+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEIT , y esas dos secuencias deben tratarse como idénticas para la búsqueda ". [37]
"El Secretario de Estado, siendo un Ministro designado(a) a los efectos del artículo 2(2) de la Ley de las Comunidades Europeas de 1972(b) en relación con las unidades de medida que se utilizarán con fines económicos, sanitarios, de seguridad o administrativos. , en ejercicio de las facultades que le confiere dicho inciso, dicta el siguiente Reglamento:
Medios relacionados con la temperatura Fahrenheit en Wikimedia Commons
La definición del diccionario de Fahrenheit en Wikcionario.