Climatología

Unidades de temperatura

El grado Fahrenheit (representado como °F) es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala establece como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius (°C).

"Colocando el termómetro en una mezcla de sal de amonio o agua salada, hielo y agua, encontré un punto sobre la escala al cual llamé cero. Un segundo punto lo obtuve de la misma manera, si la mezcla se usa sin sal. Entonces denoté este punto como 30. Un tercer punto, designado como 96, fue obtenido colocando el termómetro en la boca para adquirir el calor del cuerpo humano."

Termómetro con escala principal de grados Fahrenheit y escala secundaria en grados Celsius.

Historia

Existen algunas versiones de la historia de cómo Fahrenheit llegó a tener esa escala de temperatura. De acuerdo con el propio Fahrenheit, en el artículo que escribió en1724,² determinó tres puntos de temperatura. El punto cero está determinado al poner el termómetro en una mezcla de hielo, agua y cloruro de amonio. Éste es un tipo de mezcla frigorífica, que se estabiliza a una temperatura de 0 °F. Se pone luego el termómetro de alcohol o mercurio en la mezcla y se deja que el líquido en el termómetro obtenga su punto más bajo. El segundo punto es a 32 °F con la mezcla de agua y hielo, esta vez sin sal. El tercer punto, los 96 °F, es el nivel del líquido en el termómetro cuando se lo pone en la boca o bajo el brazo (en la axila). Fahrenheit notó que al utilizar esta escala el mercurio podía hervir cerca de los 600 grados.

Otra teoría indica que Fahrenheit estableció el 0 °F y los 100 °F en la escala al grabar las más bajas temperaturas que él pudo medir y su propia temperatura corporal, al encontrarse en un ligero estado de fiebre. Él tomó la más baja temperatura que se midió en el duro invierno de 1708 a 1709 en su ciudad Danzig (ahora llamada Gdańsk en Polonia), cerca de –17,8 °C, como punto cero.

Una variante de esta versión es que la mezcla de hielo, sal y agua registrada en la escala Fahrenheit, lo obtuvo en su laboratorio y la más alta la tomó de la temperatura de su cuerpo a 96 °F.³

Fahrenheit quería abolir las temperaturas negativas que tenía la escala Rømer. Fijó la temperatura de su propio cuerpo a 96 °F (a pesar que la escala tuvo que ser recalibrada a la temperatura normal del cuerpo, que es cercana a los 98,6  °F, equivalente a 36 °C), dividió la escala en doce secciones y subsecuentemente cada una de esas secciones en 8 subdivisiones iguales lo que produjo una escala de 96 grados. Fahrenheit notó que en esta escala el punto de congelación del agua estaba a los 32 °F y el punto de ebullición a los 212 °F.

Conversión a otras unidades

Las diferentes conversiones posibles, entre ellas hacia grado Celsius, grado Réaumur, Rankine y Kelvin son:

Fórmulas de conversión de temperaturas Fahrenheit

De	a	Fórmula
Fahrenheit	Celsius
Celsius	Fahrenheit
Fahrenheit	Kelvin
Kelvin	Fahrenheit
Fahrenheit	Rankine
Rankine	Fahrenheit
Fahrenheit	Réaumur
Réaumur	Fahrenheit

Fórmulas de conversión de incrementos de grados Fahrenheit

De	a	Fórmula
Fahrenheit	Celsius
Celsius	Fahrenheit
Fahrenheit	Kelvin
Kelvin	Fahrenheit
Fahrenheit	Rankine
Rankine	Fahrenheit
Fahrenheit	Réaumur
Réaumur	Fahrenheit

Nótese la diferencia entre conversión de temperaturas (la temperatura de un cuerpo es 180 ºF = 82,22 ºC) y la conversión de incrementos de grados (la temperatura de un cuerpo ha aumentado en 180 ºF = 100 ºC).

Uso

Esta escala se utilizaba en la mayoría de los países anglosajones para todo tipo de uso. Desde la década de 1960 varios gobiernos han llevado a cabo políticas tendientes a la adopción del sistema internacional de unidades y su uso fue desplazado. Sin embargo, en los Estados Unidos sigue siendo utilizada por la población para usos no científicos y en determinadas industrias muy rígidas, como la del petróleo. Además, se utiliza esta escala en los informes meteorológicos y en gastronomía.

Para uso científico se usaba también una escala absoluta, la escala de Rankine, que fijaba el 0 al cero absoluto de forma análoga a lo que ocurre en la escala Kelvin.

Rømer es una escala de temperatura en desuso que fue propuesta por el astrónomo danés Ole Christensen Rømer en 1701.

En esta escala, el cero es inicialmente la temperatura de congelación de la salmuera. El punto de ebullición del agua está en 60 grados. Rømer vio que el punto de congelación del agua quedaba a casi un octavo de este valor (7,5 grados), y usó este valor como otro punto de referencia. La unidad de medida en esta escala, el grado Rømer, equivale a 40/21 de un Kelvin (o de un grado Celsius). El símbolo del grado Rømer en ocasiones puede ser °R pero para evitar confusiones con el Rankine (R) y los grados Réaumur (°Ré), se utiliza el símbolo °Rø.

Una historia plausible en relación con la creación de la escala Fahrenheit es que Daniel Gabriel Fahrenheit, conoció la existencia de la escala de Rømer, y fue a visitarlo en 1708; mejoró la escala, incrementando el número de divisiones por un factor de cuatro; quedando establecida como la escala Fahrenheit, en 1724.

Rankine

Se denomina Rankine (símbolo R) a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William Rankine en 1859.

El grado Rankine tiene su punto de cero absoluto a −459,67 °F, y los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.

Cero Rankine (0 R) equivalen a −273,15 °C o 0 K. Para convertir de Kelvin a Rankine se multiplica por un factor de 9/5:

Usado comúnmente en EE.UU. como medida de temperatura termodinámica.

El grado Réaumur (°Ré, °Re, °R) es una unidad de temperatura en desuso. Nombrada en honor de René Antoine Ferchault de Réaumur(1683-1757) que la propuso como unidad en 1731.

Un valor de 0° Réaumur corresponde al punto de congelación del agua y 80° Réaumur al punto de ebullición del agua.

Hacia 1730, René estudió la dilatación del termómetro de alcohol entre el hielo fundente y el agua hirviendo, y descubrió que un volumen de alcohol de 1000 partes pasaba a 1080, por lo que, tomando como fijos estos dos puntos, dividió su escala en 80 partes.

Por ende, a diferencia de las escalas de Celsius o Kelvin, la graduación de este intervalo corresponde a 80° en la regla de Réaumur. Se asemeja a la escala de grados Celsius en cuanto a que 0° Celsius equivale a 0° Réaumur.

Este sistema de temperatura se utiliza en ocasiones para medir la temperatura de los almíbares y los caramelos.

Las conversiones son las siguientes:

• De Réaumur a Celsius es: 
• De Réaumur a Kelvin es: 
• Relación Celsius, Kelvin, Fahrenheit, Réaumur: 

El grado Réaumur se usaba ampliamente en Europa, particularmente en Francia, Alemania y Rusia (se cita en las obras de Dostoyevski, así como en La Montaña Mágica, de Thomas Mann), pero finalmente lo remplazó el grado Celsius.