For other uses, see Fahrenheit (disambiguation).

Fahrenheit
Thermometer with Fahrenheit (marked on outer bezel) and Celsius (marked on inner dial) degree units.
General information
Unit systemImperial/US customary
Unit ofTemperature
Symbol°F
Named afterDaniel Gabriel Fahrenheit
Conversions
x °F in ...... corresponds to ...
   Kelvin scale   ⁠5/9⁠(x + 459.67) K
   Celsius scale   ⁠5/9⁠(x − 32) °C
   Rankine scale   x + 459.67 °Ra

華氏（/ ˈ f æ r ə n h aɪ t , ˈ f ɑː r - /）は、物理学者ダニエル・ガブリエル・ファーレンハイト（1686–1736）が1724年に提唱したものに基づいた温度の目盛りである。 [ 1 ]単位として華氏（記号：°F ）を使用する。彼が最初に目盛りを定義した方法についてはいくつかの説明が存在するが、元の論文では、下限の定義点である 0 °F は、水、氷、塩化アンモニウム（塩）の混合物から作られた塩水の凝固温度として確立されたと示唆されている。 [ 2 ] [ 3 ]もう1つの限界は、彼が確立した平均体温の最良の推定値であり、最初は90 °F、次に96 °F（後の目盛りの再定義により、現代の値より約2.6 °F低い）に設定されました。[ 2 ]

20世紀の大部分において、華氏温度は180度離れた2つの固定点で定義されていました。純水が凍結する温度は32度、水の沸点は海面および標準大気圧下の両方で212度と定義されていました。現在では正式にはケルビン温度を用いて定義されています。[ 4 ] [ 5 ]

アメリカ合衆国（非編入地域を含む）、西太平洋の自由連合国（パラオ、ミクロネシア連邦、マーシャル諸島）、ケイマン諸島、リベリアでは、 引き続き使用されています

アンティグア・バーブーダ、セントクリストファー・ネイビス、バハマ、ベリーズなど、米国計量サービスを使用している他の国々では、摂氏と並んで華氏が一般的に使用されています。また、ヴァージン諸島、モントセラト、アンギラ、バミューダなど、一部の英国海外領土でも、両方の目盛りが使用されています。[ 6 ]現在、他のすべての国では摂氏（1948年までは「摂氏」）が使用されており、摂氏は華氏の18年後に開発されました。[ 7 ]

定義と変換

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華氏温度の変換式
華氏から華氏へ
摂氏x  °F ≘ ( x  − 32) ×  ⁠5/9⁠  °Cx  °C ≘ ( x  ×  ⁠9/5⁠  + 32) °F
ケルビンx  °F ≘ ( x  + 459.67) ×  ⁠5/9⁠  Kx  K ≘ ( x  ×  ⁠9/5⁠  − 459.67) °F
ランキンx  °F ≘ ( x  + 459.67) °Rx  °R ≘ ( x  − 459.67) °F
特定の温度ではなく温度間隔
の場合、 1 °F = 1 °R = ⁠5/9⁠  °C = ⁠5/9⁠  K
温度スケール間の変換

歴史的に、華氏温度計では水の凝固点は32 °F で、標準大気圧での沸点は212 °F でした。これにより、水の沸点と凝固点は 180 度離れていました。[ 8 ]そのため、華氏温度計での 1 度は、凝固点と沸点の間隔の1 ⁄ 180でした。摂氏温度計では、水の凝固点と沸点はもともと 100 度離れていると定義されていました。1 °F の温度間隔は、5 ⁄ 9 摂氏度の間隔に等しかったです。現在では華氏と摂氏の温度計はどちらもケルビンで定義されており、この関係は維持され、1 °F の温度間隔は5 ⁄ 9  K および5 ⁄ 9  °C の間隔に等しくなります。華氏と摂氏のスケールは、それぞれの単位で数値的に -40 で交差します (つまり、-40 °F は -40 °C に相当します)。

絶対零度は0 K、-273.15 °C、または-459.67 °Fです。ランキン温度目盛りは、絶対零度が0 °Rであることを除いて、華氏目盛りと同じ大きさの度間隔を使用します。これは、ケルビン温度目盛りが摂氏目盛りと一致しているのと同じですが、絶対零度が0 Kである点が異なります。[ 8 ]

度記号（°）と大文字のFの組み合わせは、華氏温度目盛りの慣例的な記号です。この記号の後に数字（スペースで区切る）が続くと、特定の温度点を表します（例：「ガリウムは85.5763°Fで融解します」）。温度差や温度の不確かさも、慣例的に同じ方法で表記されます。例：「熱交換器の出力は72°F上昇します」または「標準不確かさは±5°Fです」。ただし、温度差を示すために「50°F上昇」という表記（記号の順序を逆にする）を使用する著者もいます。摂氏温度目盛りにも同様の表記法があります。摂氏温度 § 温度と間隔を参照してください。[ 9 ] [ 10 ]

変換（特定の温度点）

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華氏と摂氏、および特定の温度点のケルビン間の正確な変換には、以下の式を適用できます。ここで、fは華氏、cは摂氏、kはケルビンの値です。

  • f °F からc  °C へ: c = ⁠f - 32/1.8⁠
  • c  °C からf  °F へ: f = c × 1.8 + 32
  • f  °F からk  K へ: k = ⁠f + 459.67/1.8⁠
  • k  K からf  °F へ: f = k × 1.8 - 459.67

-40 °F ≘ -40 °C という対応関係を利用した、摂氏と華氏のスケール間の正確な変換もあります。ここでも、fは華氏、c は摂氏です。

  • f °F からc  °C へ: c = ⁠f + 40/1.8 −40
  • c  °Cからf  °Fへの変換： f = ( c + 40) × 1.8 − 40

変換（温度差または温度間隔）

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華氏と摂氏の間で温度間隔を変換する場合、定数を使用せず、比率のみを使用します（この場合、間隔はケルビン単位でも摂氏でも同じ数値になります）。

  • f  °F からc  °C またはk  K へ： c = k = ⁠f/1.8⁠
  • c  °C またはk K からf °F へ ： f = c × 1.8 = k × 1.8

歴史

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華氏は1724年に、2つの温度基準点に基づいた温度目盛りを提案しました。彼の最初の目盛り（最終的な華氏目盛りではありません）では、温度計を「氷、水、そして塩化アンモニウム（ salis Armoniaci ） [注1 ]、あるいは海塩の混合物」に置くことでゼロ点を決定しました。 [ 11 ]この組み合わせは共晶系を形成し、温度を自動的に安定させます。0°Fはその安定した温度と定義されました。2つ目の点である96度は、人体の温度とほぼ同じでした。[ 11 ] 3つ目の点である32度は、「前述の塩分を含まない」氷と水の温度として示されました。[ 11 ]

ドイツの伝説によると、ファーレンハイトは実際には1708年から1709年の冬に故郷のダンツィヒ（ポーランド、グダニスク）で測定された最低気温を0°Fとしており、後になって塩水を使ってこの値を再現可能にする必要が生じたとのことです。[ 12 ] [検証失敗]

華氏14世が友人ヘルマン・ブールハーヴェに宛てた手紙によると[ 13 ]、彼の尺度は以前に会っていたオーレ・レーマーの研究を基に作られたとのことである。レーマーの尺度では、塩水は0度で凍り、水は7.5度で凍って溶け、体温は22.5度、水は60度で沸騰する。華氏はそれぞれの値に4を掛けて端数をなくし、尺度をよりきめ細かくした。その後、氷の融点と通常の人体温度（それぞれ30度と90度）を使って尺度を再調整し、氷の融点が32度、体温が96度になるように尺度を調整した。こうして両者の間隔は64等分され、単純に間隔を6回二等分するだけで（64 = 2の6乗なので）、計器に度線を引くことができた。[ 14 ] [ 15 ]

華氏はその後すぐに、この目盛りを用いて水が約212度で沸騰することを観察しました。[ 16 ]水の凝固点と沸点を温度計の固定基準点として使用することは、アンデルス・セルシウスの研究を受けて普及し、これらの固定点は1776年から77年にかけてヘンリー・キャベンディッシュ率いる王立協会の委員会によって採用されました。[ 17 ] [ 18 ]このシステムでは、華氏の目盛りがわずかに再定義され、水の凝固点は正確に32度、沸点は正確に212度、つまり180度高くなりました。このため、通常の人間の体温は、改訂された目盛りでは約98.6度（口腔温度）になります（華氏がレーマーを乗算した目盛りでは90度、元の目盛りでは96度でした）。[ 19 ]

現在の華氏温度目盛りでは、0°Fは上記のように塩化アンモニウム塩水の共晶温度に対応しなくなりました。代わりに、共晶温度は最終的な華氏温度目盛りで約4°Fです。[注2 ]

ランキン温度目盛りは華氏温度目盛りに基づいており、そのゼロは絶対零度を表しています。

使用法

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一般

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使用国：
  華氏（°F）
  華氏（°F）と摂氏（°C）
  摂氏（°C）

1960年代まで、英語圏の国々では、気候、産業、医療において華氏温度が主要な温度基準でした。1960年代後半から1970年代にかけて、アメリカ合衆国を除くほぼすべての国で華氏温度に代わり摂氏温度が採用されました。

華氏は、アメリカ合衆国、その領土および関連州（すべて米国国立気象局が管轄）、そして（英領）ケイマン諸島とリベリアで日常的な用途に使用されています。華氏は、天気予報、調理、食品の凍結温度など、あらゆる温度測定に使用されていますが、科学研究では摂氏とケルビンが使用されています。[ 20 ]

アメリカ合衆国

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20世紀初頭、ハルゼーとデールは、アメリカ合衆国で摂氏（現在の摂氏）システムの使用に抵抗する理由として、摂氏1度の大きさが大きいことと、華氏システムのゼロ点が低いことを挙げ、温帯緯度における屋外温度を表すには華氏の方が摂氏よりも直感的であり、100°Fは暑い夏の日、0°Fは寒い冬の日であると主張しました。[ 21 ]

カナダ

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カナダは、国際単位系を支持する法律を可決しましたが、同時に伝統的なカナダ帝国単位の法的定義も維持しています。[ 22 ]カナダの天気予報は摂氏で伝えられますが、特に国境を越えた放送では華氏も時折参照されます。華氏は依然として、事実上すべてのカナダのオーブンで使用されています。[ 23 ]カナダで販売されているデジタルとアナログの両方の温度計は、通常、摂氏と華氏の両方の目盛りを採用しています。[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]

欧州連合

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欧州連合では、「経済、公衆衛生、公衆安全、および行政」の目的で温度を引用する際には、ケルビンまたは摂氏を使用することが義務付けられていますが、華氏を補助単位として摂氏と併用することは可能です。[ 27 ]

イギリス

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ほとんどのイギリス人は摂氏を使用しています。[ 28 ]しかし、印刷メディアでは摂氏と並んで華氏が使用されることがありますが、華氏をいつ含めるかについての標準的な慣習はありません

例えば、タイムズ紙は毎日の天気予報ページをすべてメートル法で表示していますが、摂氏から華氏への換算表も掲載しています。[ 29 ]英国のタブロイド紙の中には、中高温から高温の​​気温に華氏を使用する傾向があるものもあります。[ 30 ]華氏を使い続ける理由は、高温を強調するためだったとされています。「-6℃」は「21℉」よりも冷たく聞こえ、「94℉」は「34℃」よりもセンセーショナルに聞こえます。[ 31 ]

記号のUnicode表現

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Unicodeは、コードポイントU+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEITで華氏記号を提供しています。ただし、これは従来のエンコーディングとの往復互換性のためにエンコードされた互換文字です。Unicode標準では、この文字の使用は明示的に推奨されていません。「U+00B0 ° DEGREE SIGN + U+0046 F LATIN CAPITAL LETTER F のシーケンスは、 U+2109 ℉ DEGREE FAHRENHEITよりも推奨され、これら2つのシーケンスは検索において同一として扱う必要があります。」[ 32 ]

参照

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注記

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  1. ^ 「塩化アンモニウム塩」は塩化アンモニウムの不純な形態でした。フランスの化学者ニコラ・レメリー（1645–1715）は、著書『化学講座』（1675年）の中で、塩化アンモニウムが自然発生する場所と人工的に調製する方法を説明しています。北アフリカの砂漠では動物の尿の水たまりから自然に発生します。人工的に調製するには、尿5、海塩1、煙突の煤1/2の割合で煮沸し、混合物が乾燥するまで待ちます。その後、この混合物を昇華釜で加熱し、昇華させます。昇華した結晶が塩化アンモニウム塩です。参照：
    • ニコラ・レメリー著『化学講座[ …]』第7版（パリ、フランス：エスティエンヌ・ミシャレ、1688年）、第17章：アルコール依存症、338～339ページ
  2. ^ 塩化アンモニウムと水の共晶温度は、それぞれ-15.9℃（3.38℉）、-15.4℃（4.28℉）と記載されています
    • Peppin, SS; Huppert, HE;​​ Worster, MG (2008). 「水性塩化アンモニウムの定常固化」 (PDF) . J. Fluid Mech . 159. Cambridge University Press: 472 (表1). Bibcode : 2008JFM...599..465P . doi : 10.1017/S0022112008000219 . S2CID  30271164. 2010年1月19日時点のオリジナルよりアーカイブ (PDF) .
    • Barman, N.; Nayak, AK; Chattopadhyay, H. (2021). 「傾斜冷却プレート上での二成分溶液（NH4Cl + H2O）の固化：パラメトリックスタディ 」 （PDF） . Procedia Materials Science . 7 : 456 (表1). doi : 10.1016/j.mspro.2014.07.288 . 2019年1月15日時点のオリジナルからアーカイブ （PDF）.

参考文献

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  3. ^ 「華氏：事実、歴史、変換式」。ライブサイエンス。 2018年2月9日閲覧。
  4. ^ エリザベス・ベンハム（2020年10月6日）「メートル法に関する神話を打ち破る」。米国国立標準技術研究所（NIST）。
  5. ^ 「付録C - 測定単位の一般表」（PDF）。NISTハンドブック44 - 計量および測定装置の仕様、許容差、およびその他の技術要件 - 2022年。米国国立標準技術研究所（NIST）。2021年11月29日。2021年12月27日時点のオリジナルからアーカイブ（PDF） 。
  6. ^ 「摂氏天気予報50年―華氏を完全に廃止すべき時か？ | Metric Views」 。 2020年10月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年7月28日閲覧
  7. ^ セルシウス、アンダース (1742)「温度計における安定した2度に関する観測」、スウェーデン王立科学アカデミー紀要、3: 171–180 および図1。
  8. ^ a b Boyes, Walt (2009). Instrumentation Reference Book . Butterworth-Heinemann. pp.  273– 274. ISBN 978-0-7506-8308-1. 2011年7月17日閲覧。
  9. ^ Dingman, SL (2009年2月26日). Fluvial Hydraulics . Oxford University Press, USA. p. 522. ISBN 978-0-19-517286-7.
  10. ^ Sogin, Harold H.; Hassan, Kamal-Eldin (1956年6月). A design manual for regenerative heat exchangers of the rotation . Wright Air Development Center. p. xii
  11. ^ a b c ファーレンハイト、ダニエレ・ガブリエル (1724) Experimenta & observationes de congelatione aquæ in vacuum factæ a DG ファーレンハイト、RSS (DG ファーレンハイトによる真空中での水の凍結に関する実験と観察、RSS)、ロンドン王立協会哲学論文集、第33巻、第382号、78ページ (1724年3～4月)。http ://www.sizes.com: 80/units/temperature_Fahrenheit.htm で引用・翻訳されています。
  12. ^ 「Wetterlexikon - Lufttemperatur」（ドイツ語）。Deutscher Wetterdienst 。 2013年10月15日時点のオリジナルからアーカイブ。2013年12月13日閲覧
  13. ^ エルンスト・コーエンとW.A.T.コーエン＝デ・メースター著。化学週間誌、第33巻（1936年）、374～393ページ。http ://www.sizes.com: 80/units/temperature_Fahrenheit.htm に引用・翻訳されています。
  14. ^ スティーブン・C・フラウチ、リチャード・P・オレニック、トム・M・アポストル、デイビッド・L・グッドスタイン（2008年1月14日）。『機械宇宙：力学と熱』ケンブリッジ大学出版局、502ページ。ISBN   978-0-521-71590-4.
  15. ^ セシル・アダムス（1989年12月15日）。「華氏スケールにおいて、0と100には特別な意味があるか？」『ストレート・ドープ』
  16. ^ ファーレンハイト、ダニエレ・ガブリエル (1724)「沸騰する液体の熱量に関する実験」。2014年6月29日アーカイブ。Wayback Machine （いくつかの沸騰液体の熱量に関する実験）『ロンドン王立協会哲学論文集』 33 : 1–3 。 英訳については、 ル・モイン・カレッジ（ニューヨーク州シラキュース）を参照してください
  17. ^ ハソク・チャン著『温度の発明：測定と科学の進歩』、8～11ページ、オックスフォード大学出版局、2004年、 ISBN 0198038240.
  18. ^ キャベンディッシュ、ヘンリー; ヘバーデン、ウィリアム; オーバール、アレクサンダー; リュック、ジャン・アンドレ・ド; マスクリン、ネヴィル; ホースリー、サミュエル; プランタ、ジョセフ (1777年12月28日). 「XXXVII. 温度計の定点調整の最良の方法、およびこれらの機器を用いた実験に必要な予防措置について検討するために王立協会が任命した委員会の報告書」ロンドン王立協会哲学論文集67 : 816–857 . doi : 10.1098 /rstl.1777.0038 . ISSN 0261-0523 . 
  19. ^ Elert, Glenn; Forsberg, C.; Wahren, LK (2002). 「健康な人間の体温（体温）」 . Scandinavian Journal of Caring Sciences . 16 (2): 122–8 . doi : 10.1046/j.1471-6712.2002.00069.x . PMID 12000664. 2010年9月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年4月12日閲覧。 
  20. ^ 「782 - 飛行場報告と予報：コード利用者ハンドブック」 .世界気象機関. 2009年9月23日閲覧
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  30. ^ ロイ・グリーンスレード（2014年5月29日）「新聞は摂氏と華氏について熱く議論している」。ガーディアン紙。
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