Günümüzde sıcaklıktan söz ederken genellikle derece kavramını kullanırız ve bu çoğunlukla Celsius ölçeğini ifade eder. Dünya genelinde en yaygın olarak benimsenen ölçek de budur. Ancak Amerika Birleşik Devletleri gibi bazı ülkelerde, Celsius yerine Fahrenheit ölçeği tercih edilir. Bir de okulda karşımıza çıkan, özellikle bilimsel alanlarda kullanılan Kelvin ölçeği vardır.
Celsius ve Fahrenheit Ölçekleri Nedir?
Bilimsel deneylerde sıcaklık ölçerken en uygun ölçek Celsius’tur. Su 0 derecede donar, 100 derecede kaynar. Basit ve anlaşılır bir sistem sunar. Zaten dünyanın büyük çoğunluğu da bu ölçeği kullanır.
Astronomide ise Kelvin ölçeği tercih edilmektedir. Celsius ile aynı sıcaklık aralığını kullansa da, başlangıç noktası olarak mutlak sıfırı alır. Böylece negatif değerlere gerek kalmaz.
İlk bakışta karmaşık görünen Fahrenheit ölçeği ise günlük yaşam açısından bazı avantajlar sunar. Su 32 derecede donar, 212 derecede kaynar. Bu değerler ilk etapta düzensiz gibi görünse de, dış ortam sıcaklıklarını düşününce ölçeğin oldukça sezgisel olduğu anlaşılır.
0 derece Fahrenheit, oldukça soğuk bir günü; 100 derece Fahrenheit ise aşırı sıcak bir günü ifade eder. Bu aralık, insanların yaşadığı bölgelerde sık karşılaşılan hava sıcaklıklarını kapsar.
Celsius ölçeğinde ise donma noktası altındaki sıcaklıkları göstermek için negatif değerlere inmek gerekir. Ayrıca dış ortam sıcaklıkları genellikle 100 dereceye yaklaşmaz. Bu nedenle Celsius ölçeğinde 0–100 aralığı, gündelik hava sıcaklıkları için her zaman sezgisel bir aralık sunmaz.
- Fahrenheit’ı Celsius’a dönüştürmek için: °C = (°F − 32) × 5/9
- Celsius’u Fahrenheit’a çevirmek için:°F = (9/5 × °C) + 32
- Bu iki denkleme baktığımızda, her iki ölçeğin de aynı değeri gösterdiği tek sıcaklığın −40 derece olduğunu görürüz.
Fahrenheit ölçeğinin bir başka avantajı da daha küçük adımlarla ölçüm yapmasıdır. Bir Fahrenheit derecesi, bir Celsius derecesinden daha dar bir sıcaklık farkını temsil eder. Örneğin 50 derece Fahrenheit, 10 derece Celsius’tur. 51 derece Fahrenheit ise 10,56 derece Celsius’a denk gelir.
Yani Celsius’ta 10 derecelik artış, Fahrenheit’ta 18 derece eder. Bu nedenle Fahrenheit, hava sıcaklığındaki küçük değişimleri daha hassas biçimde gösterir. Çoğu zaman ondalık kullanmadan ölçüm yapma olanağı sağlar.
Kelvin Ölçeği Nedir?
1848 yılında Britanyalı matematikçi ve bilim insanı William Thomson, yani Lord Kelvin, maddelerin özelliklerine bağlı olmayan mutlak bir sıcaklık ölçeği önerdi. Buz ya da insan vücudu gibi referanslara dayanmayan bu ölçek, evrendeki olası sıcaklık aralığının Celsius ve Fahrenheit’ın öngördüğünden çok daha geniş olduğunu kabul ediyordu.
Kelvin, sıcaklığı mutlak ölçekte ifade eden bir bilimsel sıcaklık ölçeğidir. Bu ölçek, doğrudan termodinamiğin temel kavramlarına dayanır. Başlangıç noktası mutlak sıfırdır. Mutlak sıfır, bir maddenin sahip olabileceği en düşük enerji düzeyidir ve teorik olarak atomların hareketinin durduğu sıcaklıktır. Bu değer −273,15 derece Celsius’a karşılık gelir.
Kelvin ölçeği, Celsius ile aynı adımları kullanır. Aradaki tek fark, sıfır noktasının kaydırılmasıdır. Bu nedenle suyun donma noktası 273,15 K, kaynama noktası 373,15 K olur. Aynı aralık korunur, yalnızca negatif değerler ortadan kalkar.
Bilim insanları Kelvin’i tercih eder, çünkü sıcaklıkla ilgili pek çok fiziksel denklem mutlak sıcaklık kullanılarak çalışır. Özellikle astronomi, kozmoloji ve gaz yasaları üzerine yapılan çalışmalarda Kelvin temel ölçektir.
2018 yılında Kelvin ölçeği daha doğru bir hale getirmek için yeniden tanımlandı. Metrologia dergisinde yayımlanan bir makaleye göre bu yeni tanım, Kelvin’i doğrudan Boltzmann sabitine bağladı. Bu sabit, sıcaklığı maddenin içindeki parçacıkların kinetik enerjisiyle ilişkilendirir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Defense of Fahrenheit; Yayınlanma tarihi: 30 Kasım 2016; Bağlantı: https://www.popularmechanics.com
- What is temperature? Facts about Fahrenheit, Celsius and Kelvin scales. Yayınlanma tarihi: 22 Mart 2022; Bağlantı: hWhat is temperature? Facts about Fahrenheit, Celsius and Kelvin scales
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
