Convertidor de temperatura: Celsius, Fahrenheit, Kelvin
Converteix una temperatura entre Celsius, Fahrenheit, Kelvin i Rankine. Mostra les quatre escales alhora i rebutja qualsevol valor inferior al zero absolut.
Temperature Converter
Type a temperature in one scale and read it in Celsius, Fahrenheit, Kelvin and Rankine at once.
Converted temperature
Documentació
Convertidor de temperatura
Un convertidor de temperatura canvia una lectura de temperatura d’una escala a una altra, per exemple, de Celsius a Fahrenheit. Aquesta pàgina converteix una sola lectura alhora a les quatre escales habituals: Celsius, Fahrenheit, Kelvin i Rankine.
Què fa la calculadora
Introduïu una temperatura i trieu l’escala en què s’ha mesurat. La pàgina la converteix primer a Celsius i després a cadascuna de les quatre escales, i mostra les quatre respostes juntes. Un botó de còpia posa les quatre respostes al porta-retalls.
Res no és més fred que el zero absolut, de manera que una lectura inferior es rebutja en lloc de convertir-se. La pàgina indica quin valor té el zero absolut en l’escala triada i no mostra cap número.
Com convertir entre escales de temperatura
Celsius i Fahrenheit difereixen en dues coses: la magnitud d’un grau i la posició del zero. Un grau Fahrenheit té una magnitud de 5/9 d’un grau Celsius, i 0 °C són 32 °F, no pas 0 °F. Per tant, una conversió necessita una multiplicació i una suma:
on C és la temperatura en graus Celsius, F en graus Fahrenheit, K en kelvins i R en graus Rankine.
Cada relació es pot invertir per anar en l’altre sentit:
Les variacions de temperatura en kelvins i en graus Celsius són iguals, de manera que aquesta parella només necessita un desplaçament. Els graus Rankine tenen la mateixa magnitud que els graus Fahrenheit, i l’escala Rankine comença en el zero absolut; per tant, 0 °R equival a 0 K i una lectura en Rankine sempre és una lectura en Fahrenheit més 459,67.
Considerar 9/5 com tota l’explicació és l’error habitual. Un convertidor que multipliqués i oblidés el desplaçament indicaria que 0 °C són 0 °F, i l’aritmètica semblaria correcta mentre que la resposta tindria un error de 32 graus.
L’única regla que realment aplica la pàgina
El convertidor no manté una fórmula separada per a cada parella d’escales. Emmagatzema dos números per escala, una magnitud i un desplaçament, i aplica una única relació:
on v és el valor introduït, s és la magnitud d’un dels seus graus mesurada en graus Celsius, o és el desplaçament que situa el seu zero en el zero Celsius, i b és la lectura en Celsius. Fahrenheit té una magnitud de 5/9 i un desplaçament de −160/9; el kelvin, una magnitud de 1 i un desplaçament de −273,15. Per anar en l’altre sentit, s’inverteixen els mateixos dos passos. Cada escala de la pàgina és una fila d’aquesta taula, i per això les quatre respostes no es poden desviar.
Quines constants són exactes
Els quatre números utilitzats més amunt són definicions, no mesures, de manera que cap no es revisarà mai arran d’un experiment millor.
| Constant | Valor | Exacta? | Font |
|---|---|---|---|
| relació de Celsius a Fahrenheit | 9/5 | exacta per definició | NIST SP 811, apèndix B |
| desplaçament de Fahrenheit | 32 | exacta per definició | NIST SP 811, apèndix B |
| desplaçament de Celsius a kelvin | 273,15 | exacta per definició | Fullet del SI; 13a CGPM (1967/68) |
| desplaçament de Fahrenheit a Rankine | 459,67 | exacte, es dedueix dels dos anteriors | NIST SP 811, apèndix B |
En aquesta pàgina s’arrodoneixen dues coses, i cap de les dues és una constant definidora. La fracció 5/9 no té una forma decimal exacta, de manera que qualsevol decimal que s’hi escrigui és un truncament; el codi conserva 5/9 i 160/9 com a fraccions, en lloc de decimals. A més, els quatre resultats es mostren amb vuit xifres significatives. Només s’arrodoneix la visualització. La conversió pròpiament dita utilitza el valor tal com s’ha escrit.
Exemple resolt
Una lectura de 20 °C, una temperatura ambient moderada, es converteix així.
Fahrenheit: 20 × 9/5 és 36, i 36 + 32 és 68 °F (20 °C).
Kelvin: 20 + 273,15 és 293,15 K.
Rankine: 20 + 273,15 és 293,15, i 293,15 × 9/5 és 527,67 °R.
Un segon exemple funciona en l’altre sentit i no dona un resultat enter. Per a 350 °F, un forn calent: 350 − 32 és 318, i 318 × 5/9 és 176,6666… °C, que la pàgina mostra com a 176,66667 °C després d’arrodonir a vuit xifres significatives.
Punts fixos
Aquestes lectures mereixen ser reconegudes, i cada fila es comprova amb una prova introduïda successivament a les quatre escales.
| Celsius | Fahrenheit | Kelvin | Rankine | Què és |
|---|---|---|---|---|
| −273,15 | −459,67 | 0 | 0 | zero absolut |
| −40 | −40 | 233,15 | 419,67 | l’única lectura que comparteixen les dues escales d’ús quotidià |
| 0 | 32 | 273,15 | 491,67 | l’aigua es congela |
| 37 | 98,6 | 310,15 | 558,27 | temperatura corporal humana normal |
| 100 | 212 | 373,15 | 671,67 | l’aigua bull |
La fila −40 no és una coincidència. Els números Fahrenheit augmenten més ràpidament que els Celsius i comencen més amunt, de manera que les dues rectes es tallen una vegada, i −40 és el punt on es troben.
Zero absolut
El zero absolut és el punt en què una substància ja no té energia tèrmica per cedir. Se situa a −273,15 °C, i aquesta xifra és exacta: el kelvin i el grau Celsius tenen la mateixa magnitud i els seus zeros estan separats per 273,15 per definició (13a CGPM, 1967/68). En les altres escales és −459,67 °F (-273 °C), 0 K i 0 °R.
La pàgina rebutja qualsevol lectura inferior. Un número inferior al zero absolut no és una temperatura molt freda; no és una temperatura.
La comprovació arrodoneix els dos costats abans de comparar-los. El zero absolut pot arribar al valor intern en Celsius com a −273,15 per una via i com a −273,15000000000003 per una altra, perquè un ordinador emmagatzema aquests números en binari i 273,15 no té una forma binària exacta. Comparar els valors sense arrodonir faria saber a l’usuari que el zero absolut és inferior al zero absolut.
El mateix soroll d’arrodoniment apareix en les respostes. Convertir −459,67 °F (-273 °C) dona aproximadament −0,000000000000028 K en lloc de 0 K. El convertidor reconeix un residu tan petit com a soroll deixat per restar dos números de magnitud semblant, i mostra un 0 K net.
Preguntes freqüents
Com es converteixen els graus Celsius a Fahrenheit? Multipliqueu la lectura en Celsius per 9/5 i després sumeu-hi 32. Per a 20 °C: 20 × 9/5 és 36, i 36 + 32 és 68 °F.
Com es converteixen els graus Fahrenheit a Celsius? Resteu primer 32 i després multipliqueu per 5/9. Per a 68 °F: 68 − 32 és 36, i 36 × 5/9 és 20 °C.
Per què no n’hi ha prou amb restar 32? Perquè les dues escales també utilitzen graus de magnitud diferent. Un grau Fahrenheit equival a 5/9 d’un grau Celsius, de manera que la diferència entre les dues lectures creix a mesura que augmenta la temperatura. A 0 °C la diferència és de 32; a 100 °C és de 112.
Hi ha una manera ràpida d’estimar-ho mentalment? Doblar la lectura en Celsius i sumar-hi 30 dona un resultat proper per a les temperatures quotidianes. Dona 70 per a 20 °C, en comparació amb els 68 °F reals. L’error creix amb la temperatura, de manera que és una orientació aproximada i no una conversió.
Què és el Rankine i qui l’utilitza? El Rankine és una escala absoluta basada en graus de la mateixa magnitud que els Fahrenheit, que comença en el zero absolut. Apareix en alguns treballs d’enginyeria als Estats Units, on cal una temperatura absoluta però les xifres de l’entorn són en Fahrenheit.
Per què la pàgina de vegades mostra menys decimals dels esperats? Els resultats s’arrodoneixen a vuit xifres significatives. Un valor com 176,6666… °C es repeteix indefinidament, de manera que es mostra com a 176,66667 °C. L’arrodoniment només s’aplica a la visualització.