การแปลง เคลวิน เป็น ฟาเรนไฮต์

แปลงเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์อย่างไร?

ลบ 273.15 คูณด้วย 1.8 แล้วบวก 32 ขั้นแรกเปลี่ยนเคลวินเป็นเซลเซียส ที่เหลือก็คือสูตรเซลเซียสเป็นฟาเรนไฮต์ตามปกติ

ห้องแล็บอุ่น ๆ ที่ 300 K: 300 - 273.15 = 26.85, × 1.8 = 48.33, + 32 = 80.33 °F ส่วนน้ำเดือดที่ 373.15 K ซึ่งออกมาเป็น 212 °F พอดี

ไม่มีทางลัดในหัวที่คุ้มจะจำ เพราะสองสเกลเริ่มจากศูนย์คนละจุด ศูนย์สัมบูรณ์ 0 K คือ -459.67 °F ซึ่งก็เย็นที่สุดเท่าที่ฟาเรนไฮต์จะไปถึงได้

เกี่ยวกับเคลวิน

เคลวิน หรือที่รู้จักกันในนามของเกลวินสเกล เป็นหน่วยการวัดอุณหภูมิในระบบหน่วยสากล (SI) มันถูกตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวสก็อต William Thomson, บารอนเคลวินคนที่ 1 ซึ่งมีส่วนช่วยให้เกิดความก้าวหน้าในด้านเทอร์โมไดนามิกส์ สเกลเคลวินจะอ้างอิงจากจุดศูนย์อุณหภูมิสมบูรณ์ ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ที่เคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดหยุดลง

ไม่เหมือนกับมาตราส่วนอุณหภูมิส่วนใหญ่ที่มีอยู่ คีลวินไม่ใช้หน่วยองศา แต่วัดอุณหภูมิในหน่วยเคลวิน (K) มาตราส่วนเคลวินนั้นถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในงานวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม โดยเฉพาะในสาขาเช่นฟิสิกส์ เคมี และอุตุนิยมวิทยา มันถือเป็นมาตราส่วนอุณหภูมิแบบสมบูรณ์เนื่องจากเริ่มต้นจากศูนย์สมบูรณ์ ซึ่งเทียบเท่ากับ -273.15 องศาเซลเซียสหรือ -459.67 องศาฟาเรนไฮต์

หนึ่งในข้อดีสำคัญของเกลวินคือ มันช่วยให้สามารถวัดอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำและสอดคล้องกัน มันเป็นประโยชน์มากในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับก๊าซ เนื่องจากมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับพลังงานเคลื่อนที่ของโมเลกุล นอกจากนี้ เกลวินยังถูกใช้ในสูตรทางวิทยาศาสตร์และสมการหลายอย่าง ซึ่งทำให้เป็นเครื่องมือที่สำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรทั่วโลก

เกี่ยวกับเกณฑ์ฟาเรนไฮต์

มาตราฐานฟาเรนไฮต์เป็นระบบการวัดอุณหภูมิที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวโปแลนด์-เยอรมันชื่อดาเนียล กาเบรียล ฟาเรนไฮต์ในศตวรรษที่ 18 มันใช้กันอย่างหลักในสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่น ๆ อีกไม่กี่ประเทศ และใช้น้อยกว่ามาตราฐานเซลเซียส (หรือเซนติเกรด) ในบริบททางวิทยาศาสตร์และระดับนานาชาติ

มาตราฐานขององศาฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit) จะใช้จุดแข็งและจุดเดือดของน้ำเป็นตัวอ้างอิง โดยที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) แทนจุดแข็งและ 212 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) แทนจุดเดือดในสภาวะอากาศปกติ มาตราฐานนี้จะแบ่งช่วงระหว่างจุดเหล่านี้เป็นส่วนที่เท่ากัน 180 ส่วน หรือองศา มาตราฐานองศาฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit) มีความเป็นที่รู้จักด้วยการแบ่งช่วงองศาเป็นส่วนเล็กกว่ามาตราฐานองศาเซลเซียส (Celsius) ซึ่งสามารถให้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำมากขึ้นในการใช้งานบางกรณีได้

ในขณะที่สเกลฟาเรนไฮต์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาสำหรับการวัดอุณหภูมิในชีวิตประจำวัน แต่ควรทราบว่าส่วนใหญ่ของโลกใช้สเกลเซลเซียส การเข้าใจทั้งสองสเกลอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสื่อสารระหว่างประเทศและการร่วมมือทางวิทยาศาสตร์

อะไรเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสุดยอด (0K) บ้าง?

ที่อุณหภูมิสุดท้ายหรือที่เรียกว่าศูนย์เคลวิน (0K) หรือ -273.15 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะอยู่ในจุดที่ต่ำที่สุดของมัน ในอุณหภูมิสุดสุดนี้ พลังงานจลาจลของอะตอมและโมเลกุลจะลดลงไปสู่ขั้นต่ำที่สุด ทำให้พวกเขาหยุดเคลื่อนที่ทั้งหมด และสิ่งของกลายเป็นนิ่งเสียเท่าที่จะเป็นได้

ที่อุณหภูมินี้จะเกิดปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งหลายอย่าง หนึ่งในนั้นคือการขาดของพลังงานความร้อนอย่างสมบูรณ์ โดยที่ไม่มีการเคลื่อนที่ของโมเลกุล จึงไม่มีการส่งผ่านความร้อนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง การขาดของพลังงานความร้อนนี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ ตัวอย่างเช่น วัสดุจะเป็นอย่างหนาแน่นและความต้านทานทางไฟฟ้าของพวกเขาจะลดลงถึงศูนย์ นอกจากนี้ ก๊าซจะเป็นของเหลวและของเหลวจะแข็งตัว เนื่องจากขาดการเคลื่อนที่ของโมเลกุลทำให้ไม่สามารถรักษาสถานะของของเหลวได้

นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยสามารถบรรลุศูนย์องศาแบบแท้ในการปฏิบัติจริงได้เนื่องจากเป็นแนวคิดที่เป็นไอเดียลที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม โดยการทำให้สารเย็นถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก พวกเขาสามารถสังเกตและศึกษาผลกระทบของการเข้าใกล้ศูนย์องศาแบบแท้ได้ การทดลองเหล่านี้ได้ให้ข้อมูลที่มีคุณค่าเกี่ยวกับพฤติกรรมของสารและได้นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีเช่นซูเปอร์คอนดักเตอร์และบอส-อินสไตน์คอนเดนเซต

ทำไมเคลวินถูกอ้างอิงว่า K และไม่ใช่ °K ครับ

การเลือกตัวย่อนี้เกิดจากความเป็นจริงที่เคลวินเป็นเกณฑ์อุณหภูมิสมบูรณ์ โดยที่ศูนย์เคลวิน (0 K) แทนจุดเย็นสุดสังเคราะห์ ซึ่งเป็นจุดที่การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดหยุดลง ต่างจากเกณฑ์เซลเซียสและฟาเรนไฮต์ที่มีจุดศูนย์ที่ไม่มีความหมาย สเกลเคลวินเป็นเกณฑ์อุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกสมบูรณ์

โดยการละเว้นสัญลักษณ์องศา เน้นให้เห็นว่าเคลวินไม่ใช่องศาแต่เป็นหน่วยการวัดเอง แทนที่จะแสดงถึงความร้อนแบบองศา และแทนที่จะใช้สัญลักษณ์ "°K" สำหรับเคลวิน นั่นเป็นผลมาจากการใช้กฎเกณฑ์ของ SI ที่สงวนสัญลักษณ์องศาสำหรับเครื่องวัดอุณหภูมิแบบสัมพัทธภาพ การแบ่งแยกนี้เน้นให้เห็นถึงความสมบูรณ์ของเกลไวน์และการอ้างอิงถึงศูนย์สมบัติ

ทำไมคุณไม่สามารถได้ค่าเคลวินลบได้?

เคลวินเป็นหน่วยการวัดอุณหภูมิในระบบหน่วยสากล (SI) นั้นเป็นเกณฑ์อุณหภูมิแบบสมบูรณ์ซึ่งหมายความว่าเริ่มต้นที่ศูนย์สมบูรณ์ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ ศูนย์สมบูรณ์ซึ่งกำหนดเป็น 0 เคลวิน (K) หรือ -273.15 องศาเซลเซียส (°C) เกณฑ์เคลวินเป็นอิงค์บนพฤติกรรมของก๊าซ ที่อุณหภูมิสัมพันธ์ตรงกับพลังงานเคลื่อนที่เฉลี่ยของอนุภาค

เหตุผลที่คุณไม่สามารถมีค่าเคลวินลบได้เกิดจากแนวคิดของอุณหภูมิเอง อุณหภูมิเป็นการวัดพลังงานความร้อนของระบบและแสดงถึงทิศทางที่ความร้อนไหลไป ที่อุณหภูมิสูงสุดเท่ากับศูนย์แอบโศก อนุภาคในระบบจะมีพลังงานขั้นต่ำที่สุดและอยู่ในสถานะการเคลื่อนที่ที่ต่ำที่สุด ดังนั้น ไม่มีระดับพลังงานที่ต่ำกว่าศูนย์แอบโศกที่จะถึงได้ และไม่สามารถเป็นไปได้ทางกายภาพที่ระบบจะมีพลังงานน้อยกว่าศูนย์แอบโศก

ในพื้นฐานแล้ว ค่าเคลวินลบจะแสดงถึงระบบที่มีพลังงานความร้อนน้อยกว่าศูนย์ ซึ่งขัดแย้งกับหลักการพื้นฐานของเทอร์โมไดนามิกส์ ดังนั้น สเกลเคลวินไม่ขยายตัวไปสู่ค่าลบ สำคัญที่จะระบุว่าอุณหภูมิลบมีอยู่ในสเกลอุณหภูมิอื่น ๆ เช่น องศาเซลเซียสและองศาฟาเรนไฮต์ แต่สเกลเหล่านี้ไม่ใช่สเกลสัมบูรณ์และไม่แสดงคุณสมบัติทางกายภาพเดียวกับสเกลเคลวิน