محول درجة الحرارة
من الصفر المطلق إلى قلب النجوم: إتقان جميع مقاييس الحرارة
الحرارة تحكم كل شيء من ميكانيكا الكم إلى الاندماج النجمي، ومن العمليات الصناعية إلى الراحة اليومية. هذا الدليل الموثوق يغطي كل مقياس رئيسي (كلفن، سلسيوس، فهرنهايت، رانكين، ريومور، ديلايل، نيوتن، رومر)، وفروق درجات الحرارة (Δ°C, Δ°F, Δ°R)، والحدود العلمية القصوى (mK, μK, nK, eV)، والنقاط المرجعية العملية — مُحسَّن للوضوح والدقة وتحسين محركات البحث.
ما يمكنك تحويله
هذا المحول يتعامل مع أكثر من 30 وحدة حرارة بما في ذلك المقاييس المطلقة (كلفن، رانكين)، والمقاييس النسبية (سلسيوس، فهرنهايت)، والمقاييس التاريخية (ريومور، ديلايل، نيوتن، رومر)، والوحدات العلمية (من ملي كلفن إلى ميجا كلفن، إلكترون فولت)، وفروق درجات الحرارة (Δ°C, Δ°F)، ومقاييس الطهي (علامة الغاز). حوّل بدقة عبر جميع قياسات الحرارة الديناميكية الحرارية والعلمية واليومية.
مقاييس الحرارة الأساسية
الكلفن (K) - مقياس الحرارة المطلق
وحدة النظام الدولي الأساسية لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية. منذ عام 2019، يُعرَّف الكلفن بتثبيت ثابت بولتزمان (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹). إنه مقياس مطلق حيث يقع الصفر كلفن عند الصفر المطلق، وهو أساسي للديناميكا الحرارية، وعلم التبريد، والميكانيكا الإحصائية، والحسابات العلمية الدقيقة.
المقاييس العلمية (المطلقة)
الوحدة الأساسية: كلفن (K) - مرجعيته الصفر المطلق
المزايا: حسابات الديناميكا الحرارية، ميكانيكا الكم، الفيزياء الإحصائية، التناسب المباشر مع الطاقة الجزيئية
الاستخدام: جميع الأبحاث العلمية، استكشاف الفضاء، علم التبريد، الموصلية الفائقة، فيزياء الجسيمات
- كلفن (K) - المقياس المطلقمقياس مطلق يبدأ من 0 كلفن؛ حجم الدرجة يساوي درجة سلسيوس. يُستخدم في قوانين الغازات، وإشعاع الجسم الأسود، وعلم التبريد، والمعادلات الديناميكية الحرارية
- سلسيوس (°C) - مقياس يعتمد على الماءيُعرَّف من خلال انتقالات طور الماء عند الضغط القياسي (0°C للتجمد، 100°C للغليان)؛ حجم الدرجة يساوي كلفن. يُستخدم على نطاق واسع في المختبرات والصناعة والحياة اليومية في جميع أنحاء العالم
- رانكين (°R) - فهرنهايت المطلقالنظير المطلق لمقياس فهرنهايت بنفس حجم الدرجة؛ 0°R = الصفر المطلق. شائع في الديناميكا الحرارية وهندسة الطيران في الولايات المتحدة
المقاييس التاريخية والإقليمية
الوحدة الأساسية: فهرنهايت (°F) - مقياس الراحة البشرية
المزايا: دقة على المستوى البشري للطقس، ومراقبة درجة حرارة الجسم، والتحكم في الراحة
الاستخدام: الولايات المتحدة، بعض دول الكاريبي، تقارير الطقس، التطبيقات الطبية
- فهرنهايت (°F) - مقياس الراحة البشريةمقياس موجه للإنسان: يتجمد الماء عند 32°F ويغلي عند 212°F (1 ضغط جوي). شائع في سياقات الطقس والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء والطبخ والطب في الولايات المتحدة
- ريومور (°Ré) - مقياس أوروبي تاريخيمقياس أوروبي تاريخي حيث التجمد عند 0°Ré والغليان عند 80°Ré. لا يزال يُشار إليه في الوصفات القديمة وبعض الصناعات
- نيوتن (°N) - مقياس علمي تاريخياقترحه إسحاق نيوتن (1701) حيث التجمد عند 0°N والغليان عند 33°N. له أهمية تاريخية في المقام الأول اليوم
مفاهيم أساسية لمقاييس الحرارة
- الكلفن (K) هو المقياس المطلق الذي يبدأ من 0 كلفن (الصفر المطلق) - وهو ضروري للحسابات العلمية
- سلسيوس (°C) يستخدم نقاط مرجعية للماء: 0°C للتجمد، 100°C للغليان عند الضغط القياسي
- فهرنهايت (°F) يوفر دقة على المستوى البشري: 32°F للتجمد، 212°F للغليان، وهو شائع في طقس الولايات المتحدة
- رانكين (°R) يجمع بين مرجعية الصفر المطلق وحجم درجة فهرنهايت للهندسة
- يجب أن تستخدم جميع الأعمال العلمية الكلفن في حسابات الديناميكا الحرارية وقوانين الغازات
تطور قياس درجة الحرارة
العصر المبكر: من الحواس البشرية إلى الأدوات العلمية
تقييم درجة الحرارة قديماً (قبل 1500 ميلادي)
قبل موازين الحرارة: طرق تعتمد على الإنسان
- اختبار اللمس باليد: كان الحدادون القدماء يقيسون درجة حرارة المعدن عن طريق اللمس - وهو أمر حاسم لصنع الأسلحة والأدوات
- التعرف على اللون: كان حرق الفخار يعتمد على ألوان اللهب والطين - الأحمر والبرتقالي والأصفر والأبيض تشير إلى زيادة الحرارة
- الملاحظة السلوكية: يتغير سلوك الحيوانات مع درجة حرارة البيئة - أنماط الهجرة، إشارات السبات الشتوي
- مؤشرات النبات: تغيرات الأوراق، أنماط الإزهار كدليل لدرجة الحرارة - تقاويم زراعية تعتمد على علم الفينولوجيا
- حالات الماء: الجليد، السائل، البخار - أقدم المراجع العالمية لدرجة الحرارة عبر جميع الثقافات
قبل الأدوات، كانت الحضارات تقدر درجة الحرارة من خلال الحواس البشرية والإشارات الطبيعية — الاختبارات اللمسية، ولون اللهب والمواد، وسلوك الحيوانات، ودورات النباتات — مما شكل الأسس التجريبية للمعرفة الحرارية المبكرة.
ولادة قياس الحرارة (1593-1742)
الثورة العلمية: تحديد كمية درجة الحرارة
- 1593: منظار الحرارة لغاليليو - أول جهاز لقياس درجة الحرارة باستخدام تمدد الهواء في أنبوب مملوء بالماء
- 1654: فرديناند الثاني ملك توسكانا - أول ميزان حرارة زجاجي مختوم بسائل (كحول)
- 1701: إسحاق نيوتن - اقترح مقياس حرارة حيث التجمد عند 0°N ودرجة حرارة الجسم عند 33°N
- 1714: غابرييل فهرنهايت - ميزان حرارة زئبقي ومقياس موحد (32°F للتجمد، 212°F للغليان)
- 1730: رينيه ريومور - ميزان حرارة كحولي بمقياس 0°r للتجمد و 80°r للغليان
- 1742: أندرس سلسيوس - المقياس المئوي حيث التجمد عند 0°C والغليان عند 100°C (كان معكوسًا في الأصل!)
- 1743: جان بيير كريستين - عكس مقياس سلسيوس إلى شكله الحديث
حولت الثورة العلمية درجة الحرارة من إحساس إلى قياس. من منظار الحرارة لغاليليو إلى ميزان الحرارة الزئبقي لفهرنهايت والمقياس المئوي لسلسيوس، مكنت الأجهزة من قياس دقيق ومتكرر لدرجة الحرارة عبر العلوم والصناعة.
اكتشاف درجة الحرارة المطلقة (1702-1854)
السعي نحو الصفر المطلق (1702-1848)
اكتشاف الحد الأدنى لدرجة الحرارة
- 1702: غيوم أمونتون - لاحظ أن ضغط الغاز يتجه إلى الصفر عند درجة حرارة ثابتة، مما ألمح إلى الصفر المطلق
- 1787: جاك شارل - اكتشف أن الغازات تتقلص بمقدار 1/273 لكل درجة مئوية (قانون شارل)
- 1802: جوزيف غاي لوساك - صقل قوانين الغازات، واستقرأ إلى -273°C كحد أدنى نظري
- 1848: ويليام طومسون (لورد كلفن) - اقترح مقياس حرارة مطلق يبدأ من -273.15°C
- 1854: اعتماد مقياس كلفن - 0 كلفن هو الصفر المطلق، وحجم الدرجة يساوي درجة سلسيوس
كشفت تجارب قانون الغازات عن الحد الأساسي لدرجة الحرارة. من خلال استقراء حجم الغاز وضغطه إلى الصفر، اكتشف العلماء الصفر المطلق (-273.15°C)، مما أدى إلى مقياس كلفن—وهو ضروري للديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية.
العصر الحديث: من القطع الأثرية إلى الثوابت الأساسية
التوحيد القياسي الحديث (1887-2019)
من المعايير المادية إلى الثوابت الأساسية
- 1887: المكتب الدولي للأوزان والمقاييس - أول معايير دولية لدرجة الحرارة
- 1927: مقياس الحرارة الدولي (ITS-27) - يعتمد على 6 نقاط ثابتة من الأكسجين (O₂) إلى الذهب (Au)
- 1948: سلسيوس يحل رسميًا محل 'المئوي' - قرار المؤتمر العام التاسع للأوزان والمقاييس
- 1954: النقطة الثلاثية للماء (273.16 كلفن) - عُرِّفت كنقطة مرجعية أساسية للكلفن
- 1967: اعتماد الكلفن (K) كوحدة أساسية في النظام الدولي - ليحل محل 'درجة كلفن' (°K)
- 1990: ITS-90 - مقياس الحرارة الدولي الحالي المكون من 17 نقطة ثابتة
- 2019: إعادة تعريف النظام الدولي - تعريف الكلفن بواسطة ثابت بولتزمان (k_B = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹)
تطور قياس الحرارة الحديث من القطع الأثرية المادية إلى الفيزياء الأساسية. رسخت إعادة التعريف لعام 2019 الكلفن بثابت بولتزمان، مما جعل قياسات درجة الحرارة قابلة للتكرار في أي مكان في الكون دون الاعتماد على معايير مادية.
لماذا إعادة تعريف 2019 مهمة
تمثل إعادة تعريف الكلفن نقلة نوعية من القياس القائم على المواد إلى القياس القائم على الفيزياء.
- قابلية التكرار العالمية: يمكن لأي مختبر بمعايير كمومية تحقيق الكلفن بشكل مستقل
- الاستقرار طويل الأمد: ثابت بولتزمان لا ينجرف أو يتدهور أو يتطلب تخزينًا
- درجات الحرارة القصوى: يتيح قياسات دقيقة من نانوكلفن إلى جيجاكلفن
- تكنولوجيا الكم: تدعم أبحاث الحوسبة الكمومية وعلم التبريد والموصلية الفائقة
- الفيزياء الأساسية: جميع وحدات النظام الدولي الأساسية تُعرَّف الآن بثوابت الطبيعة
تطور قياس درجة الحرارة
- اعتمدت الطرق المبكرة على اللمس الشخصي والظواهر الطبيعية مثل ذوبان الجليد
- 1593: اخترع غاليليو أول منظار حراري، مما أدى إلى قياس كمي لدرجة الحرارة
- 1724: قام دانيال فهرنهايت بتوحيد موازين الحرارة الزئبقية بالمقياس الذي نستخدمه اليوم
- 1742: أنشأ أندرس سلسيوس المقياس المئوي بناءً على انتقالات طور الماء
- 1848: أسس لورد كلفن مقياس درجة الحرارة المطلقة، وهو أساسي للفيزياء الحديثة
وسائل مساعدة للذاكرة وحيل تحويل سريعة
تحويلات ذهنية سريعة
تقديرات سريعة للاستخدام اليومي:
- من C إلى F (تقريبيًا): ضاعفها وأضف 30 (مثال: 20°C → 40+30 = 70°F، الفعلي: 68°F)
- من F إلى C (تقريبيًا): اطرح 30 وقسمها على اثنين (مثال: 70°F → 40÷2 = 20°C، الفعلي: 21°C)
- من C إلى K: فقط أضف 273 (أو 273.15 بالضبط للدقة)
- من K إلى C: اطرح 273 (أو 273.15 بالضبط)
- من F إلى K: أضف 460، واضرب في 5/9 (أو استخدم (F+459.67)×5/9 بالضبط)
صيغ التحويل الدقيقة
للحسابات الدقيقة:
- من C إلى F: F = (C × 9/5) + 32 أو F = (C × 1.8) + 32
- من F إلى C: C = (F - 32) × 5/9
- من C إلى K: K = C + 273.15
- من K إلى C: C = K - 273.15
- من F إلى K: K = (F + 459.67) × 5/9
- من K إلى F: F = (K × 9/5) - 459.67
درجات حرارة مرجعية أساسية
احفظ هذه النقاط الأساسية:
- الصفر المطلق: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (أدنى درجة حرارة ممكنة)
- تجمد الماء: 273.15 K = 0°C = 32°F (عند ضغط 1 جوي)
- النقطة الثلاثية للماء: 273.16 K = 0.01°C (نقطة التعريف الدقيقة)
- درجة حرارة الغرفة: ~293 K = 20°C = 68°F (درجة حرارة محيطة مريحة)
- درجة حرارة الجسم: 310.15 K = 37°C = 98.6°F (درجة حرارة الجسم الداخلية الطبيعية للإنسان)
- غليان الماء: 373.15 K = 100°C = 212°F (عند ضغط 1 جوي، مستوى سطح البحر)
- فرن معتدل: ~450 K = 180°C = 356°F (علامة الغاز 4)
فروق درجات الحرارة (فترات)
فهم وحدات Δ (دلتا):
- تغير بمقدار 1°C = تغير بمقدار 1 K = تغير بمقدار 1.8°F = تغير بمقدار 1.8°R (من حيث القيمة)
- استخدم البادئة Δ للفروق: Δ°C, Δ°F, ΔK (وليس لدرجات الحرارة المطلقة)
- مثال: إذا ارتفعت درجة الحرارة من 20°C إلى 25°C، فهذا تغير بمقدار Δ5°C = Δ9°F
- لا تجمع أو تطرح أبدًا درجات حرارة مطلقة بمقاييس مختلفة (20°C + 30°F ≠ 50 أي شيء!)
- بالنسبة للفترات، الكلفن والسلسيوس متطابقان (فترة 1 كلفن = فترة 1 درجة مئوية)
أخطاء شائعة يجب تجنبها
- الكلفن ليس له رمز درجة: اكتب 'K' وليس '°K' (تغير عام 1967)
- لا تخلط بين درجات الحرارة المطلقة والفروق: 5°C ≠ Δ5°C في السياق
- لا يمكنك جمع أو ضرب درجات الحرارة مباشرة: 10°C × 2 ≠ طاقة حرارية مكافئة لـ 20°C
- رانكين هو فهرنهايت المطلق: 0°R = الصفر المطلق، وليس 0°F
- الكلفن السالب مستحيل: 0 كلفن هو الحد الأدنى المطلق (بغض النظر عن الاستثناءات الكمومية)
- علامة الغاز تختلف حسب الفرن: GM4 حوالي 180°C ولكن يمكن أن تكون ±15°C حسب العلامة التجارية
- سلسيوس ≠ مئوي تاريخيًا: كان مقياس سلسيوس معكوسًا في الأصل (100° للتجمد، 0° للغليان!)
نصائح عملية لدرجة الحرارة
- الطقس: احفظ النقاط الرئيسية (0°C=تجمد، 20°C=لطيف، 30°C=حار، 40°C=شديد)
- الطبخ: درجات الحرارة الداخلية للحوم حاسمة للسلامة (165°F/74°C للدواجن)
- العلوم: استخدم دائمًا الكلفن في حسابات الديناميكا الحرارية (قوانين الغازات، الإنتروبي)
- السفر: الولايات المتحدة تستخدم °F، ومعظم العالم يستخدم °C - اعرف التحويل التقريبي
- الحمى: درجة حرارة الجسم الطبيعية 37°C (98.6°F)؛ تبدأ الحمى حوالي 38°C (100.4°F)
- الارتفاع: يغلي الماء عند درجات حرارة أقل كلما زاد الارتفاع (حوالي 95°C عند 2000 متر)
تطبيقات درجة الحرارة عبر الصناعات
التصنيع الصناعي
- معالجة المعادن والحدادةصناعة الصلب (حوالي 1538°C)، والتحكم في السبائك، ومنحنيات المعالجة الحرارية تتطلب قياسًا دقيقًا لدرجات الحرارة المرتفعة من أجل الجودة والبنية المجهرية والسلامة
- الكيمياء والبتروكيماوياتتعتمد عمليات التكسير، وإعادة التشكيل، والبلمرة، وأعمدة التقطير على تحديد دقيق لملفات درجة الحرارة من أجل الإنتاجية والسلامة والكفاءة عبر نطاقات واسعة
- الإلكترونيات وأشباه الموصلاتتلدين الأفران (1000°C+)، ونوافذ الترسيب/الحفر، والتحكم الدقيق في الغرف النظيفة (±0.1°C) تدعم أداء الأجهزة المتقدمة وإنتاجيتها
الطب والرعاية الصحية
- مراقبة درجة حرارة الجسمالنطاق الطبيعي لدرجة الحرارة الداخلية 36.1-37.2°C؛ عتبات الحمى؛ إدارة انخفاض/ارتفاع درجة حرارة الجسم؛ المراقبة المستمرة في العناية المركزة والجراحة
- تخزين الأدويةسلسلة تبريد اللقاحات (2-8°C)، والمجمدات فائقة البرودة (حتى -80°C)، وتتبع الانحرافات للأدوية الحساسة للحرارة
- معايرة المعدات الطبيةالتعقيم (الأوتوكلاف عند 121°C)، والعلاج بالتبريد (-196°C نيتروجين سائل)، ومعايرة الأجهزة التشخيصية والعلاجية
البحث العلمي
- الفيزياء وعلوم الموادالموصلية الفائقة بالقرب من 0 كلفن، وعلم التبريد، وانتقالات الطور، وفيزياء البلازما (نطاق الميجاكلفن)، والمترولوجيا الدقيقة
- البحث الكيميائيحركية التفاعل والتوازن، والتحكم في التبلور، والاستقرار الحراري أثناء التخليق والتحليل
- الفضاء والطيرانأنظمة الحماية الحرارية، والوقود الدفعي المبرد (هيدروجين سائل عند -253°C)، والتوازن الحراري للمركبات الفضائية، ودراسات الغلاف الجوي للكواكب
فنون الطهي وسلامة الأغذية
- الخبز والمعجنات الدقيقةتخمير الخبز (26-29°C)، وتلطيف الشوكولاتة (31-32°C)، ومراحل السكر، وإدارة ملف الفرن للحصول على نتائج متسقة
- سلامة وجودة اللحومدرجات الحرارة الداخلية الآمنة (الدواجن 74°C، اللحم البقري 63°C)، والطهي المتبقي، وجداول الطهي بالشفط (سوفيد)، والامتثال لنظام تحليل المخاطر ونقاط التحكم الحرجة (HACCP)
- حفظ الأغذية وسلامتهامنطقة الخطر الغذائي (4-60°C)، والتبريد السريع، وسلامة سلسلة التبريد، والتحكم في نمو مسببات الأمراض
تطبيقات واقعية لدرجة الحرارة
- تتطلب العمليات الصناعية تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة لعلم المعادن والتفاعلات الكيميائية وتصنيع أشباه الموصلات
- تشمل التطبيقات الطبية مراقبة درجة حرارة الجسم وتخزين الأدوية وإجراءات التعقيم
- تعتمد فنون الطهي على درجات حرارة محددة لسلامة الأغذية وكيمياء الخبز وتحضير اللحوم
- يستخدم البحث العلمي درجات حرارة قصوى من علم التبريد (ملي كلفن) إلى فيزياء البلازما (ميجا كلفن)
- تعمل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء على تحسين راحة الإنسان باستخدام مقاييس درجات الحرارة الإقليمية والتحكم في الرطوبة
عالم درجات الحرارة القصوى
من الصفر الكمومي إلى الاندماج الكوني
تمتد درجة الحرارة على مدى أكثر من 32 مرتبة من حيث الحجم في السياقات المدروسة — من غازات الكم النانو كلفن بالقرب من الصفر المطلق إلى البلازما الميجا كلفن وقلب النجوم. رسم خرائط هذا النطاق يسلط الضوء على المادة والطاقة وسلوك الطور عبر الكون.
ظواهر درجات الحرارة العالمية
| الظاهرة | كلفن (K) | سلسيوس (°C) | فهرنهايت (°F) | الأهمية الفيزيائية |
|---|---|---|---|---|
| الصفر المطلق (نظريًا) | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | تتوقف كل الحركة الجزيئية، حالة الطاقة الدنيا الكمومية |
| نقطة غليان الهيليوم السائل | 4.2 K | -268.95°C | -452.11°F | الموصلية الفائقة، الظواهر الكمومية، تكنولوجيا الفضاء |
| غليان النيتروجين السائل | 77 K | -196°C | -321°F | الحفظ بالتبريد، مغناطيسات فائقة التوصيل |
| نقطة تجمد الماء | 273.15 K | 0°C | 32°F | الحفاظ على الحياة، أنماط الطقس، تعريف سلسيوس |
| درجة حرارة الغرفة المريحة | 295 K | 22°C | 72°F | الراحة الحرارية للإنسان، التحكم في مناخ المباني |
| درجة حرارة جسم الإنسان | 310 K | 37°C | 98.6°F | علم وظائف الأعضاء البشري الأمثل، مؤشر صحي طبي |
| نقطة غليان الماء | 373 K | 100°C | 212°F | الطاقة البخارية، الطبخ، تعريف سلسيوس/فهرنهايت |
| الخبز في فرن منزلي | 450 K | 177°C | 350°F | تحضير الطعام، التفاعلات الكيميائية في الطبخ |
| نقطة انصهار الرصاص | 601 K | 328°C | 622°F | أعمال المعادن، لحام الإلكترونيات |
| نقطة انصهار الحديد | 1811 K | 1538°C | 2800°F | إنتاج الصلب، أعمال المعادن الصناعية |
| درجة حرارة سطح الشمس | 5778 K | 5505°C | 9941°F | فيزياء النجوم، الطاقة الشمسية، طيف الضوء |
| درجة حرارة قلب الشمس | 15,000,000 K | 15,000,000°C | 27,000,000°F | الاندماج النووي، إنتاج الطاقة، تطور النجوم |
| درجة حرارة بلانك (الحد الأقصى النظري) | 1.416784 × 10³² K | 1.416784 × 10³² °C | 2.55 × 10³² °F | حد في الفيزياء النظرية، ظروف الانفجار العظيم، الجاذبية الكمومية (CODATA 2018) |
حقائق مذهلة عن درجة الحرارة
أبرد درجة حرارة تم تحقيقها صناعياً هي 0.0000000001 كلفن - جزء من عشرة مليارات من الدرجة فوق الصفر المطلق، أبرد من الفضاء الخارجي!
تصل قنوات البرق إلى درجات حرارة تبلغ 30,000 كلفن (53,540°F) - أي أكثر سخونة بخمس مرات من سطح الشمس!
يولد جسمك حرارة تعادل مصباحًا كهربائيًا بقوة 100 واط، محافظًا على درجة حرارة دقيقة ضمن ±0.5°C للبقاء على قيد الحياة!
تحويلات درجات الحرارة الأساسية
أمثلة تحويل سريعة
25°C (درجة حرارة الغرفة)→77°F
100°F (يوم حار)→37.8°C
273 K (تجمد الماء)→0°C
27°C (يوم دافئ)→300 K
672°R (غليان الماء)→212°F
صيغ التحويل الأساسية
| من سلسيوس إلى فهرنهايت | °F = (°C × 9/5) + 32 | 25°C → 77°F |
| من فهرنهايت إلى سلسيوس | °C = (°F − 32) × 5/9 | 100°F → 37.8°C |
| من سلسيوس إلى كلفن | K = °C + 273.15 | 27°C → 300.15 K |
| من كلفن إلى سلسيوس | °C = K − 273.15 | 273.15 K → 0°C |
| من فهرنهايت إلى كلفن | K = (°F + 459.67) × 5/9 | 68°F → 293.15 K |
| من كلفن إلى فهرنهايت | °F = (K × 9/5) − 459.67 | 373.15 K → 212°F |
| من رانكين إلى كلفن | K = °R × 5/9 | 491.67°R → 273.15 K |
| من كلفن إلى رانكين | °R = K × 9/5 | 273.15 K → 491.67°R |
| من ريومور إلى سلسيوس | °C = °Ré × 5/4 | 80°Ré → 100°C |
| من ديلايل إلى سلسيوس | °C = 100 − (°De × 2/3) | 0°De → 100°C; 150°De → 0°C |
| من نيوتن إلى سلسيوس | °C = °N × 100/33 | 33°N → 100°C |
| من رومر إلى سلسيوس | °C = (°Rø − 7.5) × 40/21 | 60°Rø → 100°C |
| من سلسيوس إلى ريومور | °Ré = °C × 4/5 | 100°C → 80°Ré |
| من سلسيوس إلى ديلايل | °De = (100 − °C) × 3/2 | 0°C → 150°De; 100°C → 0°De |
| من سلسيوس إلى نيوتن | °N = °C × 33/100 | 100°C → 33°N |
| من سلسيوس إلى رومر | °Rø = (°C × 21/40) + 7.5 | 100°C → 60°Rø |
نقاط مرجعية عالمية لدرجة الحرارة
| النقطة المرجعية | كلفن (K) | سلسيوس (°C) | فهرنهايت (°F) | التطبيق العملي |
|---|---|---|---|---|
| الصفر المطلق | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | الحد الأدنى النظري؛ حالة الطاقة الدنيا الكمومية |
| النقطة الثلاثية للماء | 273.16 K | 0.01°C | 32.018°F | مرجع ديناميكي حراري دقيق؛ معايرة |
| نقطة تجمد الماء | 273.15 K | 0°C | 32°F | سلامة الأغذية، المناخ، مرجع سلسيوس التاريخي |
| درجة حرارة الغرفة | 295 K | 22°C | 72°F | راحة الإنسان، نقطة تصميم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء |
| درجة حرارة جسم الإنسان | 310 K | 37°C | 98.6°F | علامة حيوية سريرية؛ مراقبة الصحة |
| نقطة غليان الماء | 373.15 K | 100°C | 212°F | الطبخ، التعقيم، الطاقة البخارية (عند 1 ضغط جوي) |
| الخبز في فرن منزلي | 450 K | 177°C | 350°F | إعداد شائع للخبز |
| غليان النيتروجين السائل | 77 K | -196°C | -321°F | علم التبريد والحفظ |
| نقطة انصهار الرصاص | 601 K | 328°C | 622°F | اللحام، علم المعادن |
| نقطة انصهار الحديد | 1811 K | 1538°C | 2800°F | إنتاج الصلب |
| درجة حرارة سطح الشمس | 5778 K | 5505°C | 9941°F | فيزياء الشمس |
| إشعاع الخلفية الكونية الميكروي | 2.7255 K | -270.4245°C | -454.764°F | الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم |
| الجليد الجاف (CO₂) التسامي | 194.65 K | -78.5°C | -109.3°F | نقل الأغذية، تأثيرات الضباب، تبريد المختبرات |
| نقطة لامدا للهيليوم (انتقال He-II) | 2.17 K | -270.98°C | -455.76°F | انتقال الميوعة الفائقة؛ علم التبريد |
| غليان الأكسجين السائل | 90.19 K | -182.96°C | -297.33°F | مؤكسدات الصواريخ، الأكسجين الطبي |
| نقطة تجمد الزئبق | 234.32 K | -38.83°C | -37.89°F | حدود سائل ميزان الحرارة |
| أعلى درجة حرارة هواء مُسجلة | 329.85 K | 56.7°C | 134.1°F | وادي الموت (1913) — متنازع عليها؛ تم التحقق مؤخرًا من ~54.4°C |
| أدنى درجة حرارة هواء مُسجلة | 183.95 K | -89.2°C | -128.6°F | محطة فوستوك، القارة القطبية الجنوبية (1983) |
| تقديم القهوة (ساخنة، مستساغة) | 333.15 K | 60°C | 140°F | شرب مريح؛ >70°C يزيد من خطر الإصابة بحروق |
| بسترة الحليب (HTST) | 345.15 K | 72°C | 161.6°F | درجة حرارة عالية، وقت قصير: 15 ثانية |
نقطة غليان الماء مقابل الارتفاع (تقريبيًا)
| الارتفاع | سلسيوس (°C) | فهرنهايت (°F) | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| مستوى سطح البحر (0 م) | 100°C | 212°F | الضغط الجوي القياسي (1 ضغط جوي) |
| 500 م | 98°C | 208°F | تقريبيًا |
| 1,000 م | 96.5°C | 205.7°F | تقريبيًا |
| 1,500 م | 95°C | 203°F | تقريبيًا |
| 2,000 م | 93°C | 199°F | تقريبيًا |
| 3,000 م | 90°C | 194°F | تقريبيًا |
فروق درجات الحرارة مقابل درجات الحرارة المطلقة
وحدات الفرق تقيس الفترات (التغيرات) بدلاً من الحالات المطلقة.
- 1 Δ°C يساوي 1 كلفن (مقدار متطابق)
- 1 Δ°F يساوي 1 Δ°R يساوي 5/9 كلفن
- استخدم Δ لارتفاع/انخفاض درجة الحرارة، والتدرجات، والتفاوتات
| وحدة الفترة | تساوي (K) | ملاحظات |
|---|---|---|
| Δ°C (فرق درجة سلسيوس) | 1 K | نفس حجم فترة الكلفن |
| Δ°F (فرق درجة فهرنهايت) | 5/9 K | نفس مقدار Δ°R |
| Δ°R (فرق درجة رانكين) | 5/9 K | نفس مقدار Δ°F |
تحويل علامة غاز الطهي (تقريبيًا)
علامة الغاز هي إعداد تقريبي للفرن؛ تختلف الأفران الفردية. تحقق دائمًا باستخدام ميزان حرارة الفرن.
| علامة الغاز | سلسيوس (°C) | فهرنهايت (°F) |
|---|---|---|
| 1/4 | 107°C | 225°F |
| 1/2 | 121°C | 250°F |
| 1 | 135°C | 275°F |
| 2 | 149°C | 300°F |
| 3 | 163°C | 325°F |
| 4 | 177°C | 350°F |
| 5 | 191°C | 375°F |
| 6 | 204°C | 400°F |
| 7 | 218°C | 425°F |
| 8 | 232°C | 450°F |
| 9 | 246°C | 475°F |
كتالوج كامل لوحدات درجة الحرارة
المقاييس المطلقة
| معرف الوحدة | الاسم | الرمز | الوصف | التحويل إلى كلفن | التحويل من كلفن |
|---|---|---|---|---|---|
| K | كلفن | K | وحدة النظام الدولي الأساسية لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية. | K = K | K = K |
| water-triple | النقطة الثلاثية للماء | TPW | مرجع أساسي: 1 TPW = 273.16 K | K = TPW × 273.16 | TPW = K ÷ 273.16 |
المقاييس النسبية
| معرف الوحدة | الاسم | الرمز | الوصف | التحويل إلى كلفن | التحويل من كلفن |
|---|---|---|---|---|---|
| C | سلسيوس | °C | مقياس يعتمد على الماء؛ حجم الدرجة يساوي كلفن | K = °C + 273.15 | °C = K − 273.15 |
| F | فهرنهايت | °F | مقياس موجه للإنسان يُستخدم في الولايات المتحدة | K = (°F + 459.67) × 5/9 | °F = (K × 9/5) − 459.67 |
| R | رانكين | °R | فهرنهايت المطلق بنفس حجم درجة °F | K = °R × 5/9 | °R = K × 9/5 |
المقاييس التاريخية
| معرف الوحدة | الاسم | الرمز | الوصف | التحويل إلى كلفن | التحويل من كلفن |
|---|---|---|---|---|---|
| Re | ريومور | °Ré | 0°Ré للتجمد، 80°Ré للغليان | K = (°Ré × 5/4) + 273.15 | °Ré = (K − 273.15) × 4/5 |
| De | ديلايل | °De | نمط معكوس: 0°De للغليان، 150°De للتجمد | K = 373.15 − (°De × 2/3) | °De = (373.15 − K) × 3/2 |
| N | نيوتن | °N | 0°N للتجمد، 33°N للغليان | K = 273.15 + (°N × 100/33) | °N = (K − 273.15) × 33/100 |
| Ro | رومر | °Rø | 7.5°Rø للتجمد، 60°Rø للغليان | K = 273.15 + ((°Rø − 7.5) × 40/21) | °Rø = ((K − 273.15) × 21/40) + 7.5 |
العلمية والقصوى
| معرف الوحدة | الاسم | الرمز | الوصف | التحويل إلى كلفن | التحويل من كلفن |
|---|---|---|---|---|---|
| mK | ملي كلفن | mK | علم التبريد والموصلية الفائقة | K = mK × 1e−3 | mK = K × 1e3 |
| μK | ميكرو كلفن | μK | مكثفات بوز-آينشتاين؛ غازات الكم | K = μK × 1e−6 | μK = K × 1e6 |
| nK | نانو كلفن | nK | حدود الصفر المطلق القريب | K = nK × 1e−9 | nK = K × 1e9 |
| eV | إلكترون فولت (مكافئ درجة الحرارة) | eV | درجة حرارة مكافئة للطاقة؛ بلازما | K ≈ eV × 11604.51812 | eV ≈ K ÷ 11604.51812 |
| meV | ملي إلكترون فولت (مكافئ درجة الحرارة) | meV | فيزياء الحالة الصلبة | K ≈ meV × 11.60451812 | meV ≈ K ÷ 11.60451812 |
| keV | كيلو إلكترون فولت (مكافئ درجة الحرارة) | keV | بلازما عالية الطاقة | K ≈ keV × 1.160451812×10^7 | keV ≈ K ÷ 1.160451812×10^7 |
| dK | ديسي كلفن | dK | كلفن ببادئة SI | K = dK × 1e−1 | dK = K × 10 |
| cK | سنتي كلفن | cK | كلفن ببادئة SI | K = cK × 1e−2 | cK = K × 100 |
| kK | كيلو كلفن | kK | بلازما الفيزياء الفلكية | K = kK × 1000 | kK = K ÷ 1000 |
| MK | ميجا كلفن | MK | بواطن النجوم | K = MK × 1e6 | MK = K ÷ 1e6 |
| T_P | درجة حرارة بلانك | T_P | الحد الأعلى النظري (CODATA 2018) | K = T_P × 1.416784×10^32 | T_P = K ÷ 1.416784×10^32 |
وحدات الفرق (الفترة)
| معرف الوحدة | الاسم | الرمز | الوصف | التحويل إلى كلفن | التحويل من كلفن |
|---|---|---|---|---|---|
| dC | درجة سلسيوس (فرق) | Δ°C | فترة حرارية تساوي 1 كلفن | — | — |
| dF | درجة فهرنهايت (فرق) | Δ°F | فترة حرارية تساوي 5/9 كلفن | — | — |
| dR | درجة رانكين (فرق) | Δ°R | نفس حجم Δ°F (5/9 كلفن) | — | — |
الطهي
| معرف الوحدة | الاسم | الرمز | الوصف | التحويل إلى كلفن | التحويل من كلفن |
|---|---|---|---|---|---|
| GM | علامة الغاز (تقريبي) | GM | إعداد غاز فرن تقريبي في المملكة المتحدة؛ انظر الجدول أعلاه | — | — |
معايير درجات الحرارة اليومية
| درجة الحرارة | كلفن (K) | سلسيوس (°C) | فهرنهايت (°F) | السياق |
|---|---|---|---|---|
| الصفر المطلق | 0 K | -273.15°C | -459.67°F | الحد الأدنى النظري؛ حالة الطاقة الدنيا الكمومية |
| الهيليوم السائل | 4.2 K | -268.95°C | -452°F | أبحاث الموصلية الفائقة |
| النيتروجين السائل | 77 K | -196°C | -321°F | الحفظ بالتبريد |
| الجليد الجاف | 194.65 K | -78.5°C | -109°F | نقل الأغذية، تأثيرات الضباب |
| تجمد الماء | 273.15 K | 0°C | 32°F | تكون الجليد، طقس الشتاء |
| درجة حرارة الغرفة | 295 K | 22°C | 72°F | راحة الإنسان، تصميم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء |
| درجة حرارة الجسم | 310 K | 37°C | 98.6°F | درجة حرارة الجسم الداخلية الطبيعية للإنسان |
| يوم صيفي حار | 313 K | 40°C | 104°F | تحذير من الحرارة الشديدة |
| غليان الماء | 373 K | 100°C | 212°F | الطبخ، التعقيم |
| فرن البيتزا | 755 K | 482°C | 900°F | بيتزا على الحطب |
| انصهار الصلب | 1811 K | 1538°C | 2800°F | أعمال المعادن الصناعية |
| سطح الشمس | 5778 K | 5505°C | 9941°F | فيزياء الشمس |
المعايرة والمعايير الدولية لدرجة الحرارة
النقاط الثابتة لمقياس ITS-90
| النقطة الثابتة | كلفن (K) | سلسيوس (°C) | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| النقطة الثلاثية للهيدروجين | 13.8033 K | -259.3467°C | مرجع أساسي في علم التبريد |
| النقطة الثلاثية للنيون | 24.5561 K | -248.5939°C | معايرة درجات الحرارة المنخفضة |
| النقطة الثلاثية للأكسجين | 54.3584 K | -218.7916°C | تطبيقات علم التبريد |
| النقطة الثلاثية للأرغون | 83.8058 K | -189.3442°C | مرجع الغازات الصناعية |
| النقطة الثلاثية للزئبق | 234.3156 K | -38.8344°C | سائل ميزان الحرارة التاريخي |
| النقطة الثلاثية للماء | 273.16 K | 0.01°C | نقطة مرجعية تعريفية (بالضبط) |
| نقطة انصهار الغاليوم | 302.9146 K | 29.7646°C | معيار قريب من درجة حرارة الغرفة |
| نقطة تجمد الإنديوم | 429.7485 K | 156.5985°C | معايرة متوسطة المدى |
| نقطة تجمد القصدير | 505.078 K | 231.928°C | نطاق درجة حرارة اللحام |
| نقطة تجمد الزنك | 692.677 K | 419.527°C | مرجع درجات الحرارة المرتفعة |
| نقطة تجمد الألومنيوم | 933.473 K | 660.323°C | معيار علم المعادن |
| نقطة تجمد الفضة | 1234.93 K | 961.78°C | مرجع المعادن الثمينة |
| نقطة تجمد الذهب | 1337.33 K | 1064.18°C | معيار عالي الدقة |
| نقطة تجمد النحاس | 1357.77 K | 1084.62°C | مرجع المعادن الصناعية |
- مقياس الحرارة الدولي لعام 1990 (ITS-90) يعرّف درجة الحرارة باستخدام هذه النقاط الثابتة
- تُعاير موازين الحرارة الحديثة مقابل درجات الحرارة المرجعية هذه من أجل التتبع
- إعادة تعريف النظام الدولي لعام 2019 تسمح بتحقيق الكلفن دون قطع أثرية مادية
- يزداد عدم اليقين في المعايرة عند درجات الحرارة القصوى (المنخفضة جدًا أو المرتفعة جدًا)
- تحافظ مختبرات المعايير الأولية على هذه النقاط الثابتة بدقة عالية
أفضل ممارسات القياس
التقريب وعدم اليقين في القياس
- أبلغ عن درجة الحرارة بدقة مناسبة: عادة ما تكون دقة موازين الحرارة المنزلية ±0.5°C، والأجهزة العلمية ±0.01°C أو أفضل
- تحويلات الكلفن: استخدم دائمًا 273.15 (وليس 273) للعمل الدقيق: K = °C + 273.15
- تجنب الدقة الزائفة: لا تبلغ عن 98.6°F على أنها 37.00000°C؛ التقريب المناسب هو 37.0°C
- فروق درجات الحرارة لها نفس عدم اليقين مثل القياسات المطلقة في نفس المقياس
- عند التحويل، حافظ على الأرقام المعنوية: 20°C (رقمان معنويان) → 68°F، وليس 68.00°F
- انحراف المعايرة: يجب إعادة معايرة موازين الحرارة بشكل دوري، خاصة عند درجات الحرارة القصوى
مصطلحات ورموز درجة الحرارة
- الكلفن يستخدم 'K' بدون رمز درجة (تغير عام 1967): اكتب '300 K'، وليس '300°K'
- سلسيوس، فهرنهايت، والمقاييس النسبية الأخرى تستخدم رمز الدرجة: °C, °F, °Ré, إلخ.
- البادئة دلتا (Δ) تشير إلى فرق في درجة الحرارة: Δ5°C تعني تغيرًا بمقدار 5 درجات، وليس درجة حرارة مطلقة تبلغ 5°C
- الصفر المطلق: 0 K = -273.15°C = -459.67°F (الحد الأدنى النظري؛ القانون الثالث للديناميكا الحرارية)
- النقطة الثلاثية: درجة حرارة وضغط فريدان تتعايش فيهما الحالات الصلبة والسائلة والغازية (للماء: 273.16 كلفن عند 611.657 باسكال)
- درجة الحرارة الديناميكية الحرارية: درجة الحرارة المقاسة بالكلفن بالنسبة للصفر المطلق
- ITS-90: مقياس الحرارة الدولي لعام 1990، المعيار الحالي لقياس الحرارة العملي
- علم التبريد: علم درجات الحرارة التي تقل عن -150°C (123 كلفن)؛ الموصلية الفائقة، التأثيرات الكمومية
- قياس الحرارة بالإشعاع: قياس درجات الحرارة المرتفعة (فوق ~600°C) باستخدام الإشعاع الحراري
- الاتزان الحراري: نظامان متصلان لا يتبادلان صافي حرارة؛ لهما نفس درجة الحرارة
الأسئلة الشائعة حول درجة الحرارة
كيف تحول من سلسيوس إلى فهرنهايت؟
استخدم °F = (°C × 9/5) + 32. مثال: 25°C → 77°F
كيف تحول من فهرنهايت إلى سلسيوس؟
استخدم °C = (°F − 32) × 5/9. مثال: 100°F → 37.8°C
كيف تحول من سلسيوس إلى كلفن؟
استخدم K = °C + 273.15. مثال: 27°C → 300.15 K
كيف تحول من فهرنهايت إلى كلفن؟
استخدم K = (°F + 459.67) × 5/9. مثال: 68°F → 293.15 K
ما الفرق بين °C و Δ°C؟
°C تعبر عن درجة حرارة مطلقة؛ Δ°C تعبر عن فرق في درجة الحرارة (فترة). 1 Δ°C يساوي 1 K
ما هو رانكين (°R)؟
مقياس مطلق يستخدم درجات فهرنهايت: 0°R = الصفر المطلق؛ °R = K × 9/5
ما هي النقطة الثلاثية للماء؟
273.16 كلفن حيث تتعايش حالات الماء الصلبة والسائلة والغازية؛ تُستخدم كمرجع ديناميكي حراري
كيف يرتبط الإلكترون فولت بدرجة الحرارة؟
1 eV يعادل 11604.51812 كلفن عبر ثابت بولتزمان (k_B). يُستخدم في سياقات البلازما والطاقة العالية
ما هي درجة حرارة بلانك؟
تقريبًا 1.4168×10^32 كلفن، وهو حد علوي نظري تنهار عنده الفيزياء المعروفة
ما هي درجات حرارة الغرفة والجسم النموذجية؟
الغرفة ~22°C (295 K)؛ جسم الإنسان ~37°C (310 K)
لماذا لا يوجد رمز درجة للكلفن؟
الكلفن هو وحدة ديناميكية حرارية مطلقة تُعرَّف عبر ثابت فيزيائي (k_B)، وليس مقياسًا عشوائيًا، لذا يستخدم الرمز K (وليس °K).
هل يمكن أن تكون درجة الحرارة سالبة بالكلفن؟
لا يمكن أن تكون درجة الحرارة المطلقة بالكلفن سالبة؛ ومع ذلك، تُظهر بعض الأنظمة 'درجة حرارة سالبة' بمعنى الانقلاب السكاني — فهي أكثر سخونة من أي كلفن موجب.
دليل الأدوات الكامل
كل الأدوات البالغ عددها 71 متاحة على UNITS
تصفية حسب:
الفئات: