Люди с древности знали, что воздух при нагревании расширяется. Филон Византийский (III век до н.э.) и Герон Александрийский (I век н.э.) сконструировали приборы, демонстрирующие это явление.
Считается, что знакомство с ними вдохновило Галилея в XVII веке изобрести термометр. В 1603 году он показал свое первое устройство - термоскоп – прообраз термометра, но это устройство было громоздким, наполненным водой и не имело шкалы.
Независимо от Галилея были и другие изобретатели термометров. Но именно он считается его изобретателем.
Быстро стало ясно: чтобы сравнивать показания разных термометров, нужна общая шкала с постоянными точками. Без этого сравнение измерений в метеорологии и климатологии превращалось в хаос.
Первые приборы часто отличались, мешая науке фиксировать наблюдения. Измерения, сделанные приборами с разными шкалами, потеряны для науки.
К 1688 году Далансэ доказал, что требуется минимум две опорные точки. Бойль предлагал ориентироваться на температуру плавления анисового масла, Галлей – на температуру глубокого погреба и кипения спирта, а Ньютон – на температуру человеческого тела.
Первый надежный термометр
Габриэль Фаренгейт же в 1709 году разработал свой первый спиртовой термометр с градуировкой, что стало большим шагом вперед. А в 1714 году он представил ртутный термометр, который был более точным и надежным.
Принципы формирования шкалы Фаренгейта. Основные точки отсчета
В 1724 году Фаренгейт предложил свою шкалу Лондонскому Королевскому Обществу. Он выбрал три главные точки:
• 0°F – температура замерзания солевого раствора из льда, воды и хлорида аммония. Она примерно соответствует -17,78°C.
• 32°F – точка, при которой тает чистый лед (это 0°C в системе Цельсия).
• 96°F – средняя нормальная температура человеческого тела, хотя по современным данным точнее 98,6°F (37°C).
Почему именно такие странные числа?
Есть несколько версий. Одна из них говорит, что самое холодное время в родном городе Фаренгейта приходилось примерно на 0°F.
Другая предполагает, что Фаренгейт опирался на работу другого ученого – Олофа Рёмера, а чтобы избавиться от дробей, умножил его результаты на четыре.
Первые шаги к стандарту . Роль в метеорологии
Примерно 18 лет шкала Фаренгейта оставалась единственным надежным способом измерять температуру.
Популярность ей принесло то, что разработчиком была признанная фигура в научном мире: Фаренгейт состоял в Лондонском Королевском Обществе, одном из самых влиятельных научных объединений Европы.
Общество приняло эту систему, а затем распространило её на все территории, где оно имело влияние, в том числе и на американские колонии.
Благодаря шкале Фаренгейта ученые разных стран смогли сравнивать свои данные и совместно развивать метеорологию. Ведь если нет общего стандарта на «горячо» и «холодно», то обмен информацией малопонятен.
А тут появилась понятная, воспроизводимая система, при этом точность термометров Фаренгейта была лучше того, что существовало прежде.
Появление альтернативы: шкала Цельсия
В 1742 году, то есть на 18 лет позже шкалы Фаренгейта, шведский астроном и метеоролог Андрес Цельсий предложил новый способ измерять температуру.
Он решил просто взять два главных жизненных «ориентира» в быту – это точки, при которых вода замерзает и закипает.
Цельсия притягивало то, что интервал между 0 и 100 легко вписывается в десятичную систему счисления, которой Европа начинала активно пользоваться после Французской революции.
Цельсий известен своей простотой: от 0°C до 100°C – понятный отрезок, связанный с поведением воды.
Подобный принцип очень хорошо согласуется с метрической системой, которая тоже опирается на деление «на десять».
Еще одно преимущество Цельсия – легкость математических вычислений. Для тех, кто регулярно переводит градусы Цельсия в другие единицы, удобно работать с числами, которые кратны десяти.
Причины сохранения шкалы Фаренгейта в США и других странах
Исторические и культурные корни
Соединенные Штаты долгое время являлись британской колонией, а Британия на заре XVIII века признала систему Фаренгейта.
Отсюда и широко распространилась привычка считать погоду в градусах Фаренгейта, измерять температуру тела именно таким образом и выпускать промышленные технологии, ориентированные на «фаренгейт».
Когда же шкала Цельсия стала популярной в Европе, в США уже давно существовала своя устоявшаяся инфраструктура.
Психологическое удобство
Есть еще одна любопытная причина. Шкала Фаренгейта для многих людей кажется более «тонкой» в повседневном смысле.
В ней больше делений на «знакомый» температурный диапазон человека: между точками, которые ощущаются как очень холодно (0°F ≈ -17,78°C) и очень жарко (100°F ≈ 37,78°C), лежит ровно 100 градусов Фаренгейта.
С психологической точки зрения это воспринимается удобно: 0 – ужасный мороз, 100 – сильная жара, и всё без десятичных дробей.
Где шкала Фаренгейта сохраняется сегодня
США и ближайшее окружение
По сути, сейчас только Соединенные Штаты, Либерия в Африке и несколько небольших островных государств используют шкалу Фаренгейта в масштабах страны.
Это те регионы, которые так или иначе исторически связаны с влиянием США. Если вы посмотрите американские метеорологические сводки, то увидите градусы Фаренгейта, а не Цельсия.
Великобритания и смешанная система
Интересно, что в самой Великобритании научные круги давно работают исключительно с Цельсием.
Но в быту у некоторых людей осталась привычка выражать погоду в градусах Фаренгейта: это касается в первую очередь ситуаций, когда речь заходит о сильной жаре.
Порой британские СМИ в заголовках специально указывают температуру в °F, потому что звучит более «впечатляюще». Например, одно дело сказать «сегодня 38°C», другое – «сегодня 100°F»: в последнем случае ясно, что речь о действительно знойном дне.
Будущее стандартизации
Сегодня большая часть мира используют шкалу Цельсия
Например, Всемирная метеорологическая организация ориентируется именно на неё. Но ввиду того, что США – крупная и влиятельная страна и там до сих пор преобладает Фаренгейт, возникла необходимость дублировать системные показатели.
Ученые, инженеры и студенты в разных странах часто должны владеть обеими шкалами, чтобы корректно ориентироваться в международных научных публикациях и промышленной документации.
***
Шкала Фаренгейта появилась в начале XVIII века и стала настоящим прорывом для своего времени. Благодаря ей стало возможным впервые по-настоящему точно фиксировать температуру, обмениваться метеорологическими данными и продвигать науку вперед.
С появлением шкалы Цельсия многие страны перешли на новую, более удобную систему, но в США (и некоторых других местах) по сей день господствует «старый-добрый Фаренгейт».
Как соотносятся шкалы фаренгейта и Цельсия
Чтобы перевести температуру из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия, используют формулу:
C = (F – 32) × 5/9
А для обратного перевода, из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта:
F = (C × 9/5) + 32
То есть если у вас есть, к примеру, 50°F и вы хотите узнать, сколько это будет в °C, нужно вычесть из 50 число 32 (получается 18), а затем умножить 18 на 5/9 (это 10). Получается 10°C.
А если наоборот: хотите перевести 25°C в °F – умножаете 25 на 9/5 (это 45) и прибавляете 32, получаете 77°F.
А вам приходилось встречаться со шкалой Фаренгейта?
Если Вам понравилась статья, поставьте, пожалуйста, лайк ♥. Это поможет развитию канала.
✔ Подписывайтесь, у нас будет много интересного!