❝ อุณหภูมิ เป็นรูปแบบของการแสดงออกของพลังงานความร้อน อุณหภูมิอาจหมายถึง สิ่งที่แตกต่างกันในสถานการณ์ต่าง ๆ อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์เป็นการวัดพลังงานจลน์ในโมเลกุล หรืออะตอมของสาร ยิ่งพลังงานนี้มากเท่าไหร่ อนุภาคก็ยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้น และการอ่านค่าเครื่องมือ ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น นี่เป็นวิธีที่คนส่วนใหญ่มักใช้กัน ❞
ในบทความนี้ KACHA จะพาไปรู้จักกับ หน่วยวัดอุณหภูมิ ที่เรารู้จักนั้นว่า มีอะไรบ้าง และวิธีการแปลงค่าอุณหภูมิ ทำได้อย่างไร ไปดูกันเลนดีกว่า
อุณหภูมิ คืออะไร?
อุณหภูมิ คือ เป็นตัวชี้วัดความร้อน หรือความเย็น ซึ่งเป็นการวัดพลังงานจลน์ เฉลี่ยของอนุภาคในวัตถุ ซึ่งเป็นพลังงานประเภทหนึ่ง คำว่าร้อน และเย็นไม่ใช่ศัพท์ทางวิทยาศาสตร์มากนัก ถ้าเราต้องการระบุว่าของร้อน หรือเย็นจริง ๆ เราต้องใช้คำว่า “อุณหภูมิ” ตัวอย่างเช่น เหล็กละลายร้อนแค่ไหน? เพื่อตอบคำถามนี้ นักวิทยาศาสตร์จะวัดอุณหภูมิของโลหะเหลว การใช้อุณหภูมิแทนคำ เช่น ร้อน หรือเย็น จะช่วยลดความสับสน
อุณหภูมิทางทฤษฎีต่ำสุด คือ ศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งไม่สามารถดึงพลังงานความร้อนออกจากวัตถุได้อีกต่อไป และหมายถึงอนุภาคในวัตถุ ไม่เกิดการเคลื่อนที่นั่นคือ ไม่มีพลังงานจลน์ ในการทดลองสามารถเข้าใกล้อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์อย่างอย่างใกล้มาก แต่ไม่สามารถทำได้ เนื่องจาก กฎข้อที่3 ของอุณหพลศาสตร์ อุณหภูมิ มีความสำคัญในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทุกสาขาไม่ว่าจะเป็นฟิสิกส์, เคมี, วิทยาศาสตร์, โลก, ดาราศาสตร์การแพทย์, ชีววิทยา, นิเวศวิทยา, ภูมิศาสตร์ และอุตสาหกรรม ตลอดจนแง่มุมส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวัน
อุณหภูมิจะวัดโดยเครื่องวัดอุณหภูมิ หรือเทอร์โมมิเตอร์ หน่วยการวัดอุณหภูมิที่พบมากที่สุด คือ องศาเซลเซียส (°C) และฟาเรนไฮต์ (°F) และเคลวิน (K) ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันเครื่องวัดอุณหภูมิมีหลากหลายประเภท เครื่องวัดรุ่นเก่าใช้ปรอทเหลว ในขณะที่เครื่องมือยุคใหม่ ใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ สำหรับตรวจวัดอุณหภูมิ
หน่วยวัดอุณหภูมิ มีอะไรบ้าง?
หน่วย SI (International System of Units) ของอุณหภูมิ ตามระบบหน่วยสากล คือ เคลวิน ซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ K มาตราส่วนเคลวิน ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง หรือใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม อย่างไรก็ตามในพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก จะใช้หน่วย องศาเซลเซียส หรือฟาเรนไฮต์ ในการวัดอุณหภูมิ และหน่วยอื่น ๆ ที่คุณอาจไม่ทราบมาก่อน ดังนี้
| 1. เคลวิน (K)
เคลวิน (K) ถูกกำหนดโดย การหาค่าตัวเลขคงที่ของค่าคงที่ Boltzmann อุณหภูมิ 0 K มักเรียกกันว่า “ศูนย์สัมบูรณ์” ในระดับอุณหภูมิเซลเซียสที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย น้ำจะแข็งตัวที่ 0 °C และเดือดที่ประมาณ 100 °C หนึ่งองศาเซลเซียส เป็นช่วงเวลา 1 K และศูนย์องศาเซลเซียส คือ 273.15 K ช่วงเวลาหนึ่งองศาเซลเซียส สอดคล้องกับช่วงเวลา 1.8 ฟาเรนไฮต์ องศาในระดับอุณหภูมิฟาเรนไฮต์ |
| 2. องศาเซลเซียส (°C)
องศาเซลเซียส เป็นหน่วยของการวัดอุณหภูมิ จุดเยือกแข็ง/จุดหลอมเหลวของน้ำ อยู่ที่ประมาณศูนย์องศาเซลเซียส (0 °C) ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จุดเดือดของน้ำประมาณหนึ่งร้อยองศาเซลเซียส (100 °C) ที่ความดัน 1 บรรยากาศ ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำ (โดยปกติ คือ ปริมาณเกลือ) และความกดอากาศ น้ำทะเลมีเกลือ และจุดเยือกแข็งจะลดลงต่ำกว่า 0 °C เมื่อน้ำเดือดบนภูเขาเหนือระดับน้ำทะเล จุดเดือดจะลดลงต่ำกว่า 100 °C สัญลักษณ์ขององศาเซลเซียส คือ °C การแปลงหน่วยระหว่างองศาเซลเซียสเป็นฟาเรนไฮต์ 0 องศาเซลเซียสเท่ากับ 32 องศาฟาเรนไฮต์ : 0 °C = 32 °F อุณหภูมิ T ในองศาฟาเรนไฮต์ (°F) เท่ากับอุณหภูมิ T ในองศาเซลเซียส (°C) คูณ 9/5 บวก 32 : T (°F) = T (°C) × 9/5 + 32 |
| 3. แรงคิน Rankine (°R, °Ra)
หน่วยแรงคิน เขียนย่อ °R หรือ °Ra หน่วยแรงคินถูกนำเสนอโดยนักฟิสิกส์ William John Macquorn Rankine (1820-1872) ซึ่งเสนอในปีคศ 1859 ดังนั้นไม่กี่ปีหลังจากมีผู้นำเสนอหน่วยเคลวิน จุดอ้างอิงคือจุดศูนย์สัมบูรณ์คือ 0 °R เช่นเดียวกับในมาตราส่วนเคลวิน ขนาดของหนึ่งองศาแรนไคน์ เท่ากับขนาดของหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์ จุดเยือกแข็งของน้ำเท่ากับ 491.67 °R แรงคินไม่ใช่หน่วยการวัดอุณหภูมิที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย Rankine มีความคล้ายคลึงกับระดับเคลวิน ในศูนย์นั้น คือ ศูนย์สัมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม หน่วยถูกกำหนดให้เท่ากับหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์ เมื่อเทียบกับหนึ่งองศาเซลเซียส (ตามที่ใช้ในระดับเคลวิน) อุณหภูมิ -459.67 °F เท่ากับ 0 °R |
| 4. เรโอมูร์ (°Ré, °Re, °R)
หน่วยเรโอมูร์ Réaumur ได้รับการแนะนำโดย Réne de Réaumur ในปีค.ศ. 1730 มีจุดอ้างอิงคือจุดเยือกแข็งของน้ำ 0 °Ré และจุดเดือดของน้ำอยู่ที่ 80 °Ré หน่วย Réaumur ถูกใช้ในบางส่วนของยุโรป และรัสเซีย แต่ส่วนใหญ่หายไปในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา |
| 5. องศาเดลิเซิล (°D)
องศาเดลิเซิล (Delisle Scale) สัญลักษณ์: (°D) คือ หน่วยวัดอุณหภูมิที่คิดค้นขึ้นในปี ค.ศ. 1732 โดยนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส โจเซฟ-นิโคลัส เดลิเซิล (Joseph-Nicolas Delisle) โดยวัดจุดเดือดของน้ำเป็น 0°D และจุดเยือกแข็งของน้ำอยู่ที่ 150°D เป็นหน่วยที่นิยมใช้ในจักรวรรดิรัสเชีย ในอดีตเป็นเวลากว่า 100 ปี โดยมีผู้ใช้ที่มีชื่อเสียงในวงการวิทยาศาสตร์คือ มิคาอิล โลโมโนซอฟ (Mikhail Lomonosov) นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย ผู้ค้นพบกฎการอนุรักษ์มวลในปฏิกิริยาเคมี เป็นหน่วยการวัดอุณหภูมิที่แปลกกว่าหน่วยวัดอื่น ๆ เพราะ ยิ่งอุณหภูมิในหน่วยองศาเดลิเซิลสูงขึ้น อากาศจะยิ่งเย็นลง สวนทางกับมาตรวัดแบบอื่น ๆ |
วิธีการแปลง หน่วยวัดอุณหภูมิ
คุณสามารถแปลงหน่วย วัดอุณหภูมิระหว่างองศาเซลเซียส องศาฟาเรนไฮต์ และเคลวินได้โดยใช้การคำนวณง่าย ๆ ครั้งหน้าที่คุณต้องการเปลี่ยนหน่วยอุณหภูมิ คุณจะสามารถทำได้โดยใช้เวลาเพียงแค่ไม่กี่วินาที ดังนี้
- แปลงจากองศาฟาเรนไฮต์เป็นองศาเซลเซียส
หน่วยองศาฟาเรนไฮต์กับหน่วยองศาเซลเซียสนั้นเริ่มต้นด้วยเลขที่ไม่เท่ากัน 0 องศาเซลเซียส คือจุดเยือกแข็งของน้ำ ซึ่งเท่ากับ 32 องศาในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์ นอกจากจะเริ่มต้นด้วยเลขที่ต่างกันแล้ว หน่วยวัดอุณหภูมิทั้งสองยังมีอัตราการเพิ่มขึ้นที่ไม่เท่ากันด้วย กล่าวคือ ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่จุดเยือกแข็งจนถึงจุดเดือดของน้ำในหน่วยองศาเซลเซียส คือ 0-100 องศา แต่ในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์จะเป็น 32-212 องศา
ลบ 32 ออกจากหน่วยองศาฟาเรนไฮต์ : เพราะจุดเยือกแข็งในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์เท่ากับ 32 แต่ในหน่วยองศาเซลเซียสเท่ากับ 0 เราจึงเริ่มแปลงหน่วยได้โดยการหักลบอุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์ออกไป 32 ก่อน
- ตัวอย่างเช่น ถ้าอุณหภูมิตั้งต้น คือ 74 องศาฟาเรนไฮต์ ก็นำ 32 ลบออกไป 74-32 = 42
นำผลลัพธ์ที่ได้ไปหารด้วย 1.8 : ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่จุดเยือกแข็งจนถึงจุดเดือดของน้ำในหน่วยองศาเซลเซียส คือ 0-100 องศา แต่ในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์ คือ 32-212 องศา นั่นเท่ากับว่าในช่วงอุณหภูมิ 180 องศาฟาเรนไฮต์นั้น มีค่าเท่ากับ 100 องศาเซลเซียส หรือเท่ากับ 180/100 ซึ่งทำเป็นทศนิยมได้เท่ากับ 1.8 เราจึงนำเลขนี้ไปหาร เพื่อแปลงหน่วยจากองศาฟาเรนไฮต์เป็นองศาเซลเซียส
- ตัวอย่างเช่น ในขั้นแรกเราได้ผลลัพธ์ คือ 42 จากนั้นเราก็นำผลลัพธ์มาหารด้วย 1.8 เป็น 42/1.8 = 23 องศาเซลเซียส ดังนั้น 74 องศาฟาเรนไฮต์ จึงมีค่าเท่ากับ 23 องศาเซลเซียสนั่นเอง
- 1.8 มีค่าเท่ากับ 9/5 หากคุณไม่มีเครื่องคิดเลข หรือถนัดที่จะคำนวณจากเศษส่วนมากกว่า คุณสามารถนำ 9/5 ไปหารแทน 1.8 ก็ได้
▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾
- แปลงจากองศาเซลเซียสเป็นองศาฟาเรนไฮต์
เรายังคงใช้ตัวเลข 32 และ 1.8 จากความต่างของหน่วยวัดอุณหภูมิดังที่ได้อธิบายไว้ในหัวข้อแรก คราวนี้คุณแค่ใช้หลักการนี้ในทางตรงข้าม
เริ่มด้วยคูณอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียสด้วย 1.8 ก่อน
- ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิตั้งต้นคือ 30 องศาเซลเซียส ให้นำ 1.8 หรือ 9/5 เข้าไปคูณ 30 x 1.8 = 54
จากนั้นให้บวกผลลัพธ์อีก 32 : นำผลลัพธ์ที่ได้จากขั้นตอนที่แล้วมาบวกด้วย 32 แล้วคุณก็จะได้อุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์
- จากผลลัพธ์ในขั้นตอนที่แล้วซึ่งเท่ากับ 54 ให้เรานำ 32 บวกเข้าไป 54+32 = 86 ดังนั้น 30 องศาเซลเซียสจึงเท่ากับ 86 องศาฟาเรนไฮต์
▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾
- แปลงจากองศาเซลเซียสเป็นเคลวิน
แม้ว่าตัวเลขระหว่างหน่วยองศาเซลเซียสกับหน่วยเคลวินจะต่างกับตัวเลขระหว่างหน่วยองศาเซลเซียสกับหน่วยองศาฟาเรนไฮต์อยู่มาก แต่สิ่งหนึ่งที่องศาเซลเซียสกับเคลวินเหมือนกันคือ อัตราในการเพิ่มขึ้นใน 1 องศา อัตราส่วนระหว่างองศาเซลเซียสกับองศาฟาเรนไฮต์นั้นคือ 1:1.8 แต่อัตราส่วนระหว่างองศาเซลเซียสกับเคลวินคือ 1:1
- แม้จะดูแปลกที่ว่าจุดเยือกแข็งของหน่วยเคลวินนั้นมีค่ามากถึง 273.15 เคลวิน แต่นั่นเป็นเพราะว่าหน่วยวัดอุณหภูมินี้ เริ่มคิดจากจุดศูนย์สัมบูรณ์ โดยอุณหภูมิที่จุดนี้จะเท่ากับ 0 เคลวินพอดี
นำอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียสบวกเพิ่มไป 273.15 และเนื่องจากอุณหภูมิทั้งสองหน่วยมีอัตราในการเพิ่มขึ้นที่เท่ากัน การแปลงหน่วยจากองศาเซลเซียสเป็นเคลวินจึงทำได้ง่าย ๆ แค่บวกด้วย 273.15
- ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิตั้งต้นคือ 30 องศาเซลเซียส ก็ให้บวกเข้าไปอีก 273.15 เป็น 30+273.15 = 303.15 เคลวิน
▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾
- แปลงจากเคลวินเป็นองศาเซลเซียส
อัตราส่วนระหว่างองศาเซลเซียสและเคลวินเท่ากับ 1:1 และหน่วยวัดอุณหภูมินี้ต่างกัน 273.15 จากนั้นคุณก็แค่สลับวิธีที่คุณแปลงหน่วยจากองศาเซลเซียสเป็นเคลวินในทางตรงข้าม
ลบ 273.15 ออกจากอุณหภูมิในหน่วยเคลวิน : สมมติว่าอุณหภูมิเริ่มต้นคือ 280 เคลวิน คุณก็นำ 273.15 ลบออกเป็น 280-273.15 = 6.85 องศาเซลเซียส
▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾
- แปลงจากเคลวินเป็นองศาฟาเรนไฮต์
สิ่งสำคัญที่ควรรู้ในการแปลงหน่วยระหว่างเคลวินกับองศาฟาเรนไฮต์ คือ อัตราการเพิ่มขึ้น เนื่องจากอัตราในการเพิ่มขึ้นของเคลวินและองศาเซลเซียสนั้นเท่ากัน ดังนั้นอัตราส่วนระหว่างเคลวินกับองศาฟาเรนไฮต์จึงเท่ากับอัตราส่วนระหว่างองศาเซลเซียสกับองศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งก็คือ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 เคลวิน อุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์จะเพิ่มขึ้น 1.8 องศา
คูณอุณหภูมิในหน่วยเคลวินด้วย 1.8 : ตามอัตราส่วนระหว่างเคลวินและองศาฟาเรนไฮต์
- เช่น อุณหภูมิตั้งต้นคือ 295 เคลวิน ก็ให้คูณตัวเลขนี้ด้วย 1.8 เป็น 295 x 1.8 = 531
จากนั้นนำผลลัพธ์ที่ได้ลบออกด้วย 459.7 : โดยใช้หลักการเดียวกับที่เราต้องบวกตัวเลขเพิ่มไปอีก 32 เมื่อเราแปลงหน่วยจากองศาเซลเซียสเป็นองศาฟาเรนไฮต์ โดยดูที่จุดเริ่มต้น เมื่อเราแปลงหน่วยเคลวินเป็นฟาเรนไฮต์ ก็ต้องทำเช่นกัน แต่ 0 เคลวินเท่ากับ -459.7 ฟาเรนไฮต์ นั่นแปลว่าเราต้องลบผลลัพธ์ที่ได้ออกด้วยเลขจำนวนนี้แทน
- จากตัวอย่างที่แล้ว ให้เราลบผลลัพธ์ออกด้วย 459.7 จึงเป็น 531-439.7 = 71.3 องศาฟาเรนไฮต์
▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾ ▾
- แปลงจากองศาฟาเรนไฮต์เป็นเคลวิน
ลบอุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์ออกไป 32 : เนื่องจากการแปลงหน่วยจากองศาฟาเรนไฮต์เป็นเคลวิน ทำได้ง่ายกว่าถ้าเราแปลงองศาฟาเรนไฮต์เป็นองศาเซลเซียสก่อน แล้วจึงค่อยแปลงเป็นเคลวิน
- สมมติว่า อุณหภูมิที่ต้องการแปลงคือ 82 องศาฟาเรนไฮต์ นำ 82 ลบออกไป 32 เป็น 82-32 = 50
คุณผลลัพธ์ที่ได้ด้วย 5/9 เพื่อเปลี่ยนอุณหภูมิเป็นองศาเซลเซียส หรืออาจจะหารด้วย 1.8 แทนก็ได้
- 50 x 5/9 = 27.78 ตอนนี้เราก็จะได้อุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียสแล้ว
จากนั้นบวกผลลัพธ์ที่ได้ด้วย 273.15 เนื่องจาก ผลต่างระหว่างองศาเซลเซียสกับเคลวิน คือ 273.15
- 273.15+27.78 = 300.9 ดังนั้น 82 องศาฟาเรนไฮต์จึงเท่ากับ 300.9 เคลวิน
เป็นอย่างไรบ้างกับความรู้เรื่อง อุณหภูมิ หน่วยวัดอุณหภูมิ ต่าง ๆ พร้อมวิธีแปลงค่า หวังว่าบทความนี้ คงจะทำให้ผู้อ่านได้ความรู้ไม่มากก็น้อย
เพื่อไม่ให้พลาดข่าวสารสำคัญ และโปรโมชั่นพิเศษมากมาย สามารถติดตามเราผ่านช่องทางต่างๆได้หลากหลายช่องทางตามด้านล่างนี้เลย
บทความที่เกี่ยวข้อง
พลาสติก PE คืออะไร? รู้จักประเภท คุณสมบัติ และการใช้งานที่ควรรู้
30 กรกฎาคม 2025
พลาสติก PP คืออะไร? รวมคุณสมบัติและการใช้งาน
30 กรกฎาคม 2025
มือใหม่ต้องรู้! หัวไขควงแบบต่างๆ มีอะไรบ้าง ใช้ต่างกันยังไง
30 มิถุนายน 2025
ไขข้อสงสัย! น็อตคืออะไร น็อตมีกี่ประเภท
30 มิถุนายน 2025
10 อุปกรณ์ป้องกันน้ำท่วม ที่ควรมีไว้ติดบ้านก่อนน้ำจะมา
9 มิถุนายน 2025
แม่แรงไฮดรอลิค คืออะไร มีแบบไหนบ้าง?
9 มิถุนายน 2025
บทความที่น่าสนใจ
พลาสติก PE คืออะไร? รู้จักประเภท คุณสมบัติ และการใช้งานที่ควรรู้
30 กรกฎาคม 2025
พลาสติก PP คืออะไร? รวมคุณสมบัติและการใช้งาน
30 กรกฎาคม 2025
มือใหม่ต้องรู้! หัวไขควงแบบต่างๆ มีอะไรบ้าง ใช้ต่างกันยังไง
30 มิถุนายน 2025
ไขข้อสงสัย! น็อตคืออะไร น็อตมีกี่ประเภท
30 มิถุนายน 2025
10 อุปกรณ์ป้องกันน้ำท่วม ที่ควรมีไว้ติดบ้านก่อนน้ำจะมา
9 มิถุนายน 2025
แม่แรงไฮดรอลิค คืออะไร มีแบบไหนบ้าง?
9 มิถุนายน 2025
