Pengonversi Suhu: Celsius, Fahrenheit, Kelvin

Pengonversi Suhu

Pengonversi suhu mengubah pembacaan suhu dari satu skala ke skala lain, misalnya dari Celsius ke Fahrenheit. Halaman ini mengubah satu pembacaan menjadi keempat skala umum sekaligus: Celsius, Fahrenheit, Kelvin, dan Rankine.

Fungsi kalkulator

Masukkan suhu dan pilih skala yang digunakan untuk mengukurnya. Halaman ini terlebih dahulu mengubahnya ke Celsius, kemudian ke masing-masing dari keempat skala, dan menampilkan keempat hasilnya bersama-sama. Tombol salin menaruh keempatnya di papan klip.

Tidak ada yang lebih dingin daripada nol mutlak, jadi pembacaan di bawahnya ditolak, bukan dikonversi. Halaman ini menyatakan nilai nol mutlak pada skala yang dipilih dan tidak menampilkan angka.

Cara mengonversi antar-skala suhu

Celsius dan Fahrenheit berbeda dalam dua hal: seberapa besar satu derajat dan di mana posisi nol. Satu derajat Fahrenheit berukuran 5/9 dari satu derajat Celsius, dan 0 °C adalah 32 °F, bukan 0 °F. Karena itu, konversi memerlukan perkalian dan penjumlahan:

$F = C \times \frac{9}{5} + 32$

$K = C + 273.15$

$R = (C + 273.15) \times \frac{9}{5}$

dengan C sebagai suhu dalam derajat Celsius, F dalam derajat Fahrenheit, K dalam kelvin, dan R dalam derajat Rankine.

Setiap hubungan dapat dibalik untuk melakukan konversi ke arah sebaliknya:

$C = (F - 32) \times \frac{5}{9}$

$C = K - 273.15$

$C = R \times \frac{5}{9} - 273.15$

Derajat Kelvin dan Celsius berukuran sama, sehingga pasangan ini hanya memerlukan pergeseran. Derajat Rankine berukuran sama dengan derajat Fahrenheit, dan skala Rankine dimulai dari nol mutlak, sehingga 0 °R adalah 0 K dan pembacaan Rankine selalu merupakan pembacaan Fahrenheit ditambah 459,67.

Menganggap 9/5 sebagai keseluruhan konversi adalah kesalahan umum. Pengonversi yang hanya mengalikan dan melupakan pergeseran akan melaporkan 0 °C sebagai 0 °F, dan perhitungannya akan tampak benar sementara jawabannya meleset 32 derajat.

Satu aturan yang sebenarnya dijalankan halaman ini

Pengonversi tidak menyimpan rumus terpisah untuk setiap pasangan skala. Pengonversi menyimpan dua angka untuk setiap skala, yaitu ukuran dan pergeseran, lalu menerapkan satu hubungan:

$b = v \times s + o$

dengan v sebagai nilai yang dimasukkan, s sebagai ukuran salah satu derajatnya yang diukur dalam derajat Celsius, o sebagai pergeseran yang memindahkan titik nolnya ke nol Celsius, dan b sebagai pembacaan dalam Celsius. Fahrenheit memiliki ukuran 5/9 dan pergeseran −160/9, sedangkan kelvin memiliki ukuran 1 dan pergeseran −273,15. Arah sebaliknya membatalkan dua langkah yang sama. Setiap skala pada halaman ini merupakan satu baris dalam tabel tersebut, sehingga keempat hasilnya tidak dapat saling menyimpang.

Konstanta mana yang eksak

Keempat angka yang digunakan di atas merupakan definisi, bukan hasil pengukuran, sehingga tidak akan pernah direvisi oleh eksperimen yang lebih baik.

Dua hal pada halaman ini dibulatkan, dan tidak satu pun merupakan konstanta definisi. Pecahan 5/9 tidak memiliki bentuk desimal eksak, sehingga desimal apa pun yang ditulis untuknya merupakan pemotongan; kode mempertahankan 5/9 dan 160/9 sebagai pecahan, bukan desimal. Keempat hasil ditampilkan hingga delapan angka penting. Hanya tampilan yang dibulatkan. Konversi itu sendiri menggunakan nilai sebagaimana diketik.

Contoh perhitungan

Pembacaan 20 °C, suhu ruangan yang sedang, dikonversi sebagai berikut.

Fahrenheit: 20 × 9/5 adalah 36, dan 36 + 32 adalah 68 °F (20 °C).

Kelvin: 20 + 273,15 adalah 293,15 K.

Rankine: 20 + 273,15 adalah 293,15, dan 293,15 × 9/5 adalah 527,67 °R.

Contoh kedua berjalan ke arah sebaliknya dan tidak menghasilkan angka bulat. Untuk 350 °F (177 °C), yaitu oven panas: 350 − 32 adalah 318, dan 318 × 5/9 adalah 176,6666… °C, yang ditampilkan halaman ini sebagai 176,66667 °C setelah dibulatkan menjadi delapan angka penting.

Titik tetap

Pembacaan ini perlu dikenali, dan setiap baris diperiksa dengan pengujian yang dimasukkan secara bergantian pada keempat skala.

Baris −40 bukan kebetulan. Angka Fahrenheit bertambah lebih cepat daripada angka Celsius dan dimulai dari posisi yang lebih tinggi, sehingga kedua garis berpotongan satu kali, dan −40 adalah titik pertemuannya.

Nol mutlak

Nol mutlak adalah titik ketika suatu zat tidak lagi memiliki energi termal yang dapat dilepaskan. Titik ini berada pada −273,15 °C, dan angka tersebut eksak: kelvin dan derajat Celsius berukuran sama, sedangkan titik nolnya berjarak 273,15 berdasarkan definisi (CGPM ke-13, 1967/68). Pada skala lain, nilainya adalah −459,67 °F (-273 °C), 0 K, dan 0 °R.

Halaman ini menolak pembacaan apa pun di bawahnya. Angka di bawah nol mutlak bukan suhu yang sangat dingin; angka itu bukan suhu.

Pemeriksaan ini membulatkan kedua sisi sebelum membandingkannya. Nol mutlak dapat mencapai nilai internal Celsius sebagai −273,15 melalui satu jalur dan sebagai −273,15000000000003 melalui jalur lain, karena komputer menyimpan angka-angka ini dalam biner dan 273,15 tidak memiliki bentuk biner eksak. Membandingkan nilai mentah akan membuat pengguna diberi tahu bahwa nol mutlak berada di bawah nol mutlak.

Derau pembulatan yang sama muncul dalam hasil. Mengonversi −459,67 °F (-273 °C) menghasilkan sekitar −0,000000000000028 K, bukan 0 K. Pengonversi mengenali sisa sekecil itu sebagai derau akibat pengurangan dua angka yang ukurannya serupa, lalu melaporkan 0 K yang bersih.

Pertanyaan yang sering diajukan

Bagaimana cara mengonversi Celsius ke Fahrenheit? Kalikan pembacaan Celsius dengan 9/5, lalu tambahkan 32. Untuk 20 °C: 20 × 9/5 adalah 36, dan 36 + 32 adalah 68 °F (20 °C).

Bagaimana cara mengonversi Fahrenheit ke Celsius? Kurangi 32 terlebih dahulu, lalu kalikan dengan 5/9. Untuk 68 °F (20 °C): 68 − 32 adalah 36, dan 36 × 5/9 adalah 20 °C.

Mengapa mengurangi 32 saja tidak cukup? Karena kedua skala juga menggunakan derajat dengan ukuran berbeda. Satu derajat Fahrenheit berukuran 5/9 dari satu derajat Celsius, sehingga selisih antara kedua pembacaan bertambah ketika suhu naik. Pada 0 °C selisihnya 32; pada 100 °C selisihnya 112.

Adakah cara cepat untuk memperkirakannya dalam pikiran? Menggandakan pembacaan Celsius dan menambahkan 30 cukup mendekati untuk suhu sehari-hari. Cara ini menghasilkan 70 untuk 20 °C, sedangkan nilai sebenarnya adalah 68 °F. Kesalahan bertambah seiring kenaikan suhu, sehingga cara ini hanya panduan kasar, bukan konversi.

Apa itu Rankine, dan siapa yang menggunakannya? Rankine adalah skala absolut yang menggunakan derajat berukuran seperti Fahrenheit dan dimulai dari nol mutlak. Skala ini digunakan dalam sebagian pekerjaan teknik di Amerika Serikat, ketika diperlukan suhu absolut tetapi angka-angka di sekitarnya dinyatakan dalam Fahrenheit.

Mengapa halaman ini kadang menampilkan lebih sedikit angka desimal daripada yang diperkirakan? Hasil dibulatkan menjadi delapan angka penting. Nilai seperti 176,6666… °C berulang tanpa akhir, sehingga ditampilkan sebagai 176,66667 °C. Pembulatan hanya diterapkan pada tampilan.