فهرنهايت

مقياس فهرنهايت ( يُلفظ / ˈfærənhaɪt / ، ˈfɑːr- / ) هو مقياس لدرجة الحرارة ، مُستند إلى مقياس اقترحه الفيزيائي دانيال غابرييل فهرنهايت (1686-1736) عام 1724. [ 1 ] ويستخدم ^{درجة فهرنهايت (} رمزها : ° F ) كوحدة قياس . توجد روايات متعددة حول كيفية تعريفه الأصلي لهذا المقياس، لكن الورقة البحثية الأصلية تُشير إلى أن الحد الأدنى، 0  °F، حُدد كدرجة تجمد محلول ملحي مُكوّن من خليط من الماء والثلج وكلوريد الأمونيوم (أحد الأملاح ). ^{[ 2 ] [ 3 ]} أما الحد الآخر الذي حدده فكان أفضل تقدير له لمتوسط ​​درجة حرارة جسم الإنسان ، والذي حُدد في البداية عند 90  °F، ثم 96  °F (أقل بحوالي 2.6  °F من القيمة الحالية نتيجة لإعادة تعريف لاحقة للمقياس). ^{[ 2 ]}

خلال معظم القرن العشرين، كان مقياس فهرنهايت يُعرَّف بنقطتين ثابتتين بينهما 180  درجة فهرنهايت: درجة تجمد الماء النقي 32  درجة فهرنهايت، ودرجة غليان الماء 212  درجة فهرنهايت، سواء عند مستوى سطح البحر أو تحت الضغط الجوي القياسي . أما الآن، فيُعرَّف رسميًا باستخدام مقياس كلفن . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

لا يزال يُستخدم في الولايات المتحدة (بما في ذلك أراضيها غير المدمجة )، ودولها المرتبطة بها ارتباطًا حرًا في غرب المحيط الهادئ ( بالاو ، وولايات ميكرونيزيا الموحدة ، وجزر مارشال )، والتي تستخدم جميعها خدمة الأرصاد الجوية الوطنية الأمريكية ، وإقليم بريطاني واحد ما وراء البحار - جزر كايمان . ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

لا يزال مقياس فهرنهايت يُستخدم إلى جانب مقياس سيليزيوس في دول أخرى تعتمد على هيئة الأرصاد الجوية الأمريكية ، مثل أنتيغوا وبربودا ، وسانت كيتس ونيفيس ، وجزر البهاما ، وبليز . كما لا تزال بعض الأقاليم البريطانية ما وراء البحار ، بما فيها جزر العذراء ، ومونتسيرات ، وأنجويلا ، وبرمودا ، تستخدم كلا المقياسين. ^{[ 9 ]} أما باقي الدول فتستخدم الآن مقياس سيليزيوس (الذي كان يُعرف سابقًا باسم المئوية حتى عام 1948)، والذي طُوّر بعد 18 عامًا من تطوير مقياس فهرنهايت. ^{[ 10 ]}

تاريخيًا، كانت درجة تجمد الماء على مقياس فهرنهايت 32  درجة فهرنهايت، ودرجة غليانه 212  درجة فهرنهايت (عند الضغط الجوي القياسي ). وهذا ما جعل الفرق بين درجتي غليان الماء وتجمده 180  درجة. ^{[ 11 ]} وبالتالي، كانت الدرجة الواحدة على مقياس فهرنهايت تساوي 1/180 من المسافة بين درجة التجمد ودرجة الغليان. أما على مقياس سيليزيوس، فقد حُددت المسافة بين درجتي تجمد الماء وغليانه في الأصل بـ 100  درجة. وكانت المسافة بين درجتين فهرنهايت ودرجة مئوية  تساوي 5/9 درجة مئوية. ومع تعريف مقياسي فهرنهايت وسيليزيوس الآن بالكلفن ، فقد حُفظت هذه العلاقة، حيث تساوي المسافة بين درجتين فهرنهايت ودرجة مئوية 5/9 درجة مئوية . يتقاطع مقياسا فهرنهايت وسيلسيوس عدديًا عند -40 في الوحدة المعنية (أي أن -40 درجة فهرنهايت تقابل -40 درجة مئوية).      

الصفر المطلق هو 0 كلفن، أو -273.15  درجة مئوية، أو -459.67  درجة فهرنهايت. يستخدم مقياس رانكين فواصل درجات بنفس حجم فواصل مقياس فهرنهايت، باستثناء أن الصفر المطلق هو 0  درجة رانكين - بنفس الطريقة التي يتطابق بها مقياس كلفن مع مقياس سيليزيوس، باستثناء أن الصفر المطلق هو 0 كلفن . ^{[ 11 ]}  

يُعدّ رمز الدرجة (°) متبوعًا بالحرف F الكبير الرمز المتعارف عليه لمقياس درجة الحرارة بالفهرنهايت. ويشير الرقم المتبوع بهذا الرمز (مفصولًا عنه بمسافة) إلى درجة حرارة محددة (مثل: " ينصهر الغاليوم عند 85.5763  درجة فهرنهايت"). كما يُكتب الفرق بين درجات الحرارة أو عدم اليقين فيها بالطريقة نفسها، مثل: "يشهد خرج المبادل الحراري ارتفاعًا قدره 72  درجة فهرنهايت" أو "عدم اليقين القياسي لدينا هو ±5  درجات فهرنهايت". مع ذلك، يستخدم بعض المؤلفين عبارة "ارتفاع قدره 50 درجة فهرنهايت " (مع عكس ترتيب الرمز) للإشارة إلى فروق درجات الحرارة. توجد اصطلاحات مماثلة لمقياس سيليزيوس، انظر سيليزيوس § درجات الحرارة والفترات . ^{[ 12 ] [ 13 ]}  

اقترح فهرنهايت مقياسه لدرجة الحرارة عام ١٧٢٤، معتمدًا على نقطتي مرجع. في مقياسه الأولي (وهو ليس مقياس فهرنهايت النهائي)، حُدِّدت نقطة الصفر بوضع الترمومتر في "مزيج من الثلج والماء وكلوريد الأمونيوم أو حتى ملح البحر". ^{[١٤] تُشكِّل هذه الخلطات} نظامًا يوتكتيكيًا (يُعرف أيضًا بالمزيج المُبرِّد في سياق قياس درجة الحرارة)، والذي يُثبِّت درجة حرارته تلقائيًا: عُرِّفت درجة ٠ ^{فهرنهايت} بأنها درجة الحرارة المستقرة. نعلم الآن أن كلوريد الأمونيوم يُعطي درجة حرارة حوالي -١٥.٥ درجة مئوية (٤ فهرنهايت)، بينما يُعطي كلوريد الصوديوم درجة حرارة حوالي -٢٢ درجة مئوية (-٨ فهرنهايت)، مما يجعل من غير المرجح أن تكون هذه النقطة الدنيا في المقياس قابلة للتكرار بدقة؛ يُفترض أن ^{فهرنهايت} لم يكن على دراية بأنهما يُعطيان درجات حرارة مختلفة . ^{[ 15 ] [ 16 ]}     

تم تحديد نقطة ثانية، وهي 32  درجة، باعتبارها درجة حرارة الجليد والماء "بدون الأملاح المذكورة سابقًا". ^{[ 14 ]} أما النقطة الثالثة، وهي 96  درجة، فكانت تقريبًا درجة حرارة جسم الإنسان. ^{[ 14 ]}

بحسب رواية ألمانية، اختار فهرنهايت في الواقع أدنى درجة حرارة للهواء تم قياسها في مسقط رأسه دانزيغ (غدانسك حاليًا، بولندا ) في شتاء 1708-1709 لتكون 0  درجة فهرنهايت، ولم تكن هناك حاجة إلى جعل هذه القيمة قابلة للتكرار باستخدام المحلول الملحي إلا لاحقًا. ^{[ 17 ]}

بحسب رسالة كتبها فهرنهايت إلى صديقه هيرمان بورهاف ، ^{[ 18 ]} فقد بُني مقياسه على عمل أولي رومر ، الذي كان قد التقاه سابقًا. في مقياس رومر ، يتجمد المحلول الملحي عند الصفر، ويتجمد الماء وينصهر عند 7.5  درجة، ودرجة حرارة الجسم 22.5 درجة، ويغلي الماء عند 60  درجة. ضرب فهرنهايت كل قيمة في 4 للتخلص من الكسور وجعل المقياس أكثر دقة . ثم أعاد معايرة مقياسه باستخدام درجة انصهار الجليد ودرجة حرارة جسم الإنسان الطبيعية (30 و90  درجة)؛ فعدّل المقياس بحيث تصبح درجة انصهار الجليد 32  درجة، ودرجة حرارة الجسم 96  درجة، بحيث تفصل بينهما 64 فاصلة، مما يسمح له بوضع علامات الدرجات على أجهزته ببساطة عن طريق تنصيف الفاصلة 6 مرات (لأن 64 = 2⁶ ⁾ . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

لاحظ فهرنهايت بعد ذلك بوقت قصير أن الماء يغلي عند حوالي 212  درجة فهرنهايت باستخدام هذا المقياس. ^{[ 21 ]} شاع استخدام نقطتي تجمد وغليان الماء كنقاط مرجعية ثابتة لمقياس الحرارة بعد أعمال أندرس سيلسيوس ، واعتمدت لجنة من الجمعية الملكية برئاسة هنري كافنديش هذه النقاط الثابتة في الفترة 1776-1777. ^{[ 22 ] [ 23 ]} في ظل هذا النظام، أُعيد تعريف مقياس فهرنهايت بشكل طفيف بحيث أصبحت نقطة تجمد الماء 32  درجة فهرنهايت بالضبط، ونقطة غليانه 212  درجة فهرنهايت بالضبط، أي  أعلى بمقدار 180 درجة. ولهذا السبب، تبلغ درجة حرارة جسم الإنسان الطبيعية حوالي 98.6  درجة فهرنهايت (درجة حرارة الفم) على المقياس المُعدَّل (بينما كانت 90 درجة فهرنهايت وفقًا لمقياس رومر الذي وضعه فهرنهايت، و96 درجة فهرنهايت وفقًا لمقياسه الأصلي). ^{[ 24 ]}

في مقياس فهرنهايت الحالي،  لم تعد درجة 0 فهرنهايت تُقابل درجة حرارة التصلب لمحلول كلوريد الأمونيوم الملحي كما هو موضح أعلاه. بدلاً من ذلك، تقع درجة حرارة التصلب هذه عند حوالي 4  فهرنهايت على مقياس فهرنهايت النهائي. ^{[ ملاحظة 2 ]}

استند مقياس درجة حرارة رانكين إلى مقياس درجة حرارة فهرنهايت، حيث يمثل الصفر فيه الصفر المطلق بدلاً من ذلك.

يُوفّر نظام يونيكود رمز فهرنهايت عند النقطة الرمزية U+2109 ℉ درجة فهرنهايت . مع ذلك، يُعدّ هذا الرمز حرف توافق مُشفّر لضمان التوافق التام مع أنظمة التشفير القديمة. ويُثني معيار يونيكود صراحةً عن استخدام هذا الرمز: " يُفضّل استخدام التسلسل U+00B0 ° علامة الدرجة + U+0046 F الحرف اللاتيني الكبير F على U+2109 ℉ درجة فهرنهايت ، ويجب التعامل مع هذين التسلسلين على أنهما متطابقان عند البحث." ^{[ 37 ]}

• مقارنة مقاييس درجة الحرارة
• درجة الصقيع
• التحويل إلى النظام المتري
• نبذة عن علم القياس والمعايرة

• وسائط متعلقة بدرجة الحرارة بالفهرنهايت على ويكيميديا ​​كومنز
• تعريف كلمة فهرنهايت في قاموس ويكشنري
• دانيال غابرييل فهرنهايت (فيزيائي هولندي من أصل بولندي) – موسوعة بريتانيكا
• "في المزاد | واحد من ثلاثة موازين حرارة فهرنهايت أصلية فقط" صفحة Enfilade الخاصة بمزاد كريستيز لعام 2012 لمقياس حرارة زئبقي فهرنهايت
  • بيان صحفي من دار كريستيز
• "وحدات النظام الدولي للوحدات - درجة الحرارة" . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (وزارة التجارة الأمريكية). 15 نوفمبر 2019. تاريخ الاطلاع: 25 فبراير 2020 .