تحويل °F إلى K فهرنهايت ↔ كلفن مجاناً عبر الإنترنت آمن

الأفران والمحركات النفاثة ومحطات الطاقة: من الفهرنهايت إلى الكلفن

ما زالت الصناعة الأمريكية تصف كثيراً من المعدات الساخنة بدرجات الفهرنهايت: فتوربين بخاري يعمل عند 1,000 °F، ومدخل توربين محرك نفاث يرى 2,700 °F، وفرن معالجة حرارية مضبوط على 1,500 °F. أما الكتب الدراسية والمعايير الدولية فتتحدث بالكلفن. ولتحويل °F إلى K أضف 459.67 واضرب في 5/9، أو اطرح 32 واضرب في 5/9 وأضف 273.15: فالـ212 °F هي 373.15 K، والـ1,000 °F هي 810.93 K، والـ2,700 °F هي 1,755.37 K. وتجري الآلة الحاسبة أعلاه كل الخطوات وأنت تكتب، وتبيّن الأقسام أدناه ما تعنيه الأرقام للمعادن والمحركات وتوليد الطاقة والحريق والطيران.

ستجد الصيغة مع أمثلة محلولة، ونبذة موجزة عن كل مقياس، ومقارنة، ومجموعة طويلة من الحالات من الصناعة وصناعة الطيران والفضاء، والزلات التي ينبغي تجنبها. والحساب يجري في متصفحك، وما تكتبه لا يُرسل إلى أي مكان.

كيف تحوّل °F إلى K: أضف 459.67 ثم اضرب في 5/9

الصيغة

الصيغة المباشرة هي K = (°F + 459.67) × 5/9. والصيغة المكافئة هي K = (°F − 32) × 5/9 + 273.15. فالـ68 °F تعطي (68 + 459.67) × 5/9 = 293.15 K، والـ0 °F تعطي 255.37 K، والـ98.6 °F تعطي 310.15 K. وللعودة اضرب الكلفن في 9/5 واطرح 459.67.

أمثلة محلولة

الماء المغلي عند 212 °F هو 373.15 K. والبخار فائق التسخين عند 1,000 °F هو 810.93 K. وفرن فولاذ عند 1,500 °F هو 1,088.71 K. ويذوب الألمنيوم عند 1,221 °F، أي 933.4 K، والتنغستن عند 6,192 °F، أي 3,695 K.

لماذا الإزاحة 459.67

الصفر المطلق هو −459.67 °F. وإضافة هذا الرقم إلى قراءة فهرنهايت تعطي درجات رانكين، التي تبدأ من الصفر المطلق لكنها تحتفظ بخطوة فهرنهايت. والقسمة على 1.8 تحوّل رانكين إلى كلفن. ويمكن دمج العمليتين في صيغة واحدة.

اختبار سريع للمعقولية

عند −459.67 °F يجب أن تكون النتيجة 0 K. فإذا لم تعطِ طريقة ما الصفر المطلق عند تلك النقطة فهناك خطوة ناقصة.

مقياس فهرنهايت

مقياس الصناعة الأمريكية

يضع فهرنهايت 32 عند نقطة تجمد الماء و212 عند نقطة غليانه. وفي الولايات المتحدة يظهر على وحدات تحكم الأفران ومقاييس الغلايات وبيانات المحركات وصحائف بيانات السلامة، فأي مواصفة أمريكية لمعدات ساخنة هي بهذه الدرجات.

أين يظهر

وحدات تحكم الأفران ومقاييس الغلايات وكتيبات الطائرات وصحائف بيانات السلامة.

الكلفن

المقياس المطلق

الكلفن هو وحدة النظام الدولي لدرجة الحرارة، وصفره عند الصفر المطلق. وتحتاجه صيغ الديناميكا الحرارية وانتقال الحرارة، لأنها تتضمن نسباً بين درجات حرارة مطلقة. ويُكتب K، دون علامة درجة.

أين يظهر

الحسابات الهندسية وبيانات المواد والمعايير الدولية والأوراق البحثية.

فهرنهايت مقابل الكلفن

كلفن واحد يساوي 1.8 درجة فهرنهايت. وارتفاع حرارة بمقدار 90 °F عبر مبادل حراري هو ارتفاع بمقدار 50 K. وتختلف القيم المطلقة أكثر: فالـ1,000 °F هي 810.93 K، فيبدو الرقمان غير مرتبطين من النظرة الأولى. وعند درجات حرارة عالية جداً تكون الإزاحة صغيرة مقارنة بالقيمة، فالـ3,000 °F نحو 1,922 K.

الصيغة دقيقة، فلا تقريب في التحويل نفسه. والفخاخ هي استخدام 273 حيث يلزم 273.15 وتحويل الفرق كأنه درجة حرارة.

أين يظهر التحويل

المعادن والانصهار

يذوب الرصاص عند 621 °F، أي 600.6 K، والقصدير عند 450 °F، أي 505.1 K، والألمنيوم عند 1,221 °F، أي 933.4 K، والفضة عند 1,763 °F، أي 1,235 K، والذهب عند 1,948 °F، أي 1,337 K، والنحاس عند 1,984 °F، أي 1,358 K. وتذوب الفولاذات بين نحو 2,500 و2,800 °F، أي 1,644 إلى 1,811 K، بحسب محتوى الكربون. وعملية “حوّل °F إلى K” لكل منها تضع كتيباً أمريكياً على قدم المساواة مع صحيفة بيانات أوروبية.

المحركات النفاثة والتوربينات الغازية

قد يبلغ الغاز الداخل إلى توربين حديث من 2,700 إلى 3,000 °F، أي 1,755 إلى 1,922 K، وهو أسخن من نقطة انصهار سبائك الريش، التي تنجو بفضل التبريد الداخلي والطلاءات الخزفية. وغاز العادم من محرك مكبسي يبلغ نحو 1,200 إلى 1,600 °F، أي 922 إلى 1,144 K.

محطات الطاقة

يُسخَّن البخار في محطة تعمل بالفحم تسخيناً فائقاً إلى نحو 1,000 إلى 1,100 °F، أي 811 إلى 866 K. ويحتفظ مفاعل الماء المضغوط بالمبرّد قرب 600 °F، أي 589 K، ومفاعل الماء المغلي قرب 550 °F، أي 561 K. وتعطي كتيبات المحطات في الولايات المتحدة أرقام الفهرنهايت، بينما تحتاج المقارنة الدولية إلى الكلفن أو السلسيوس.

المعالجة الحرارية للفولاذ

يُصلَّد الفولاذ بالتسخين فوق نحو 1,500 °F، أي 1,088.7 K، ثم الإخماد، ويُمزَّج عند 300 إلى 1,000 °F، أي 422 إلى 811 K. وتضبط الورش في الولايات المتحدة وحدات التحكم بالفهرنهايت. أما الكتب الدراسية للمواد ذات مخططات الأطوار فمكتوبة بالكلفن أو السلسيوس، والطالب الذي يطابق وصفة بمخطط يحتاج إلى عملية “حوّل °F إلى K” لكل خطوة.

المحوّلات الحفازة

يبدأ المحوّل الحفاز بالعمل عند نحو 482 °F، أي 523 K، وهو ما يُعرف بالإشعال، ويعمل أفضل عمل بين 750 و1,500 °F، أي 672 و1,089 K. والمحرك البارد يلوّث أكثر لأن العامل الحفاز لم يبلغ هذه الدرجات. ويذكر المهندسون في صناعة السيارات في الولايات المتحدة الفهرنهايت وتستخدم المعايير الدولية السلسيوس.

المحركات والتبريد

مبرّد المحرك عند 195 إلى 220 °F هو عند 364 إلى 378 K. ويغلي المبرّد عند درجة أعلى تحت الضغط: فغطاء 15 psi يرفع نقطة غليان خليط جليكول بنسبة 50 في المئة إلى نحو 265 °F، أي 402 K. وتستخدم حسابات انتقال الحرارة في المشع فروق درجات الحرارة، وهي العدد نفسه من الكلفن كما من درجات السلسيوس.

الغلايات الصناعية

غلاية مجمّعة تنتج بخاراً مشبعاً عند 150 psig لها درجة حرارة بخار قرب 366 °F، أي 459 K. ويدخل ماء التغذية عند 227 °F، أي 381 K، من مزيل الهواء. وكل 10 إلى 11 درجة من التسخين المسبق لماء التغذية توفر نحو واحد في المئة من الوقود. ويعمل مهندسو الغلايات بالفهرنهايت، وعملية “حوّل °F إلى K” هي الخطوة الأولى في المقارنة بتصميم أوروبي.

الزجاج والخزف

يُصهَر زجاج الحاويات عند نحو 2,700 °F، أي 1,755 K، ويُلدَّن قرب 1,050 °F، أي 839 K. ويُحرَق الخزف الرقيق (البورسلين) عند نحو 2,400 °F، أي 1,589 K. ودرجات حرارة الأفران في كتيب مرسم بالفهرنهايت، لكن صحيفة بيانات المادة تذكر نقطة التلبيد بالكلفن، فيحتاج الخزّافون والمهندسون كثيراً إلى التحويل.

أفران أشباه الموصلات

يُنمّي صانعو الرقائق طبقات الأكسيد عند 1,500 إلى 2,000 °F، أي 1,089 إلى 1,366 K، وينشرون المطعِّمات عند درجات حرارة مماثلة. ويذوب السيليكون عند 2,577 °F، أي 1,687 K. ويذكر مهندسو العمليات في الولايات المتحدة الفهرنهايت للأفران الأقدم والسلسيوس للأدوات الأحدث، فجدول بالمقياسين وعمود لعملية “حوّل °F إلى K” مفيد.

اللحام والسبك

يذوب اللحام الطري قرب 361 °F، أي 456 K، للقصدير والرصاص، وتذوب سبائك اللحام الفضي عند 1,100 إلى 1,600 °F، أي 866 إلى 1,144 K. وتتجاوز بركة لحام فولاذ 2,800 °F، أي 1,811 K. وتعطي معايير اللحام الأمريكية درجات التسخين المسبق بالفهرنهايت، مثل 200 °F للمقاطع السميكة، وهي 366.5 K.

صيغ الجداول الإلكترونية

ضع قيم الفهرنهايت في العمود A واستخدم =(A2+459.67)*5/9 في العمود B. وللعكس استخدم =B2*9/5-459.67. وللفروق استخدم =A2*5/9 دون إزاحة. نسّق بخانتين عشريتين، وسمِّ كل وحدة، واحتفظ بالقيم الأصلية لإمكان التتبع.

التقريب والدقة

الصيغة دقيقة، لكن أجهزة العمليات ليست كذلك. فمزدوجة حرارية لفرن دقتها ±1% عند 1,500 °F غير مؤكدة بمقدار 15 °F، أي 8 K. اذكر 1,089 K، لا 1,088.71 K. احتفظ بالدقة الكاملة داخل الحساب وقرّب الرقم النهائي فقط.

اختصار ذهني

اطرح 32، واضرب في 0.556 وأضف 273. لـ1,000 °F: 968 مضروبة في 0.556 تعطي 538، زائد 273 يعطي 811 K، قريباً من الدقيق 810.93. والطريقة دقيقة إلى كسر من كلفن إن احتفظت بثلاث خانات عشرية في 0.556.

معالم تُحفظ

32 °F هي 273.15 K، و212 °F هي 373.15 K، و68 °F هي 293.15 K، و1,000 °F هي 810.93 K، و−459.67 °F هي 0 K. وحفظ هذه يساعد في اكتشاف أخطاء الكتابة في جداول البيانات.

أفران الإسمنت والجير

يحرق فرن الإسمنت الخام عند نحو 2,640 °F، أي 1,723 K، وهي تساوي 1,450 °C. وتعمل أفران الجير أدنى من ذلك، قرب 1,650 إلى 2,000 °F، أي 1,172 إلى 1,366 K. وقد يتجاوز اللهب في الداخل 3,500 °F، أي 2,200 K. ويستخدم المشغلون الفهرنهايت والسلسيوس في بلدان مختلفة، وقد تحتاج بيانات الفرن نفسه إلى عملية “حوّل °F إلى K” لشركة عالمية.

سلّم مرجعي

−459.67 °F هي 0 K. و−320 °F هي 77.6 K. و−40 °F هي 233.15 K. و0 °F هي 255.37 K. و32 °F هي 273.15 K. و100 °F هي 310.93 K. و500 °F هي 533.15 K. و1,000 °F هي 810.93 K. و2,000 °F هي 1,366.5 K. وسلّم كهذا يساعد في فحص جدول بسرعة.

التحقق بالعكس

للتحقق من أي نتيجة “حوّل °F إلى K”، اضربها في 9/5 واطرح 459.67. فإذا صارت 68 °F إلى 293.15 K، فإن 293.15 مضروبة في 1.8 تعطي 527.67، وبطرح 459.67 تحصل على 68. والاختبار الثاني هو الإشارة: قيم الكلفن لا تكون سالبة أبداً.

مقياس رانكين

يقيس رانكين من الصفر المطلق بدرجات بحجم درجات فهرنهايت، لذا °R = °F + 459.67. والـ68 °F هي 527.67 °R، وبالقسمة على 1.8 تعطي 293.15 K. وتستخدم نصوص الديناميكا الحرارية الأمريكية الأقدم رانكين في قانون الغاز. والتحويل عبر رانكين طريقة موثوقة لتجنب الزلات.

فروق الحرارة

حين يرفع مبادل حراري تياراً بمقدار 90 °F فالارتفاع هو 50 K. وانخفاض بمقدار 36 °F هو انخفاض بمقدار 20 K. لا تضف 459.67 إلى فرق أبداً. وتظهر الحرارة النوعية في الولايات المتحدة بوحدة Btu لكل رطل لكل °F، بينما هي في النظام الدولي جول لكل كيلوغرام لكل كلفن، والعلاقة بينهما بمعامل 4186.8.

قراءة صحيفة بيانات أمريكية

تذكر صحائف بيانات السلامة نقطة الانصهار ونقطة الغليان ونقطة الوميض ودرجة الاشتعال الذاتي بالفهرنهايت. وعملية “حوّل °F إلى K” لكل منها تيسّر المقارنة الدولية. تحقق هل تقول الصحيفة "°F" أم "°C"، لأن بعضها يذكر كليهما، والخلط بينهما قد يحوّل حد تخزين بارداً إلى حد ساخن.

المبادلات الحرارية ودرجات الاقتراب

مبادل أنبوبي غلافي يبرّد زيتاً من 300 °F إلى 150 °F بماء يُسخَّن من 80 °F إلى 120 °F له انخفاض في الجانب الساخن قدره 150 °F، أي 83.3 K، وارتفاع في الجانب البارد قدره 40 °F، أي 22.2 K. ويُحسب فرق درجة الحرارة اللوغاريتمي المتوسط، وهو الرقم المستخدم للتصميم، من الفروق، فهو نفسه في الوحدات القائمة على الفهرنهايت والقائمة على الكلفن بعد معامل 5/9.

التمدد الحراري للأنابيب الفولاذية

يتمدد أنبوب فولاذي بنحو 0.0000065 لكل °F، أو 0.0000117 لكل K. وأنبوب بطول 100 ft يُسخَّن من 70 إلى 400 °F، بارتفاع قدره 330 °F أو 183 K، ينمو بنحو 2.6 بوصة. ويُعطى المعامل لكل °F في المدونات الأمريكية ولكل K في المدونات الدولية، والعامل بينهما هو 1.8، ولهذا فإن عملية “حوّل °F إلى K” على المدى فحص شائع.

حرق النفايات

كثيراً ما تشترط لوائح حرق النفايات الخطرة 1,800 °F على الأقل، أي 1,255 K، أو نحو 980 °C، مع زمن مكوث قدره ثانيتان. وتفكك الحرارة العالية المركبات العضوية. وتذكر التصاريح البيئية في الولايات المتحدة الفهرنهايت، بينما تستخدم التوجيهات الأوروبية 850 °C أو 1,100 °C، فيساعد التحويل في مقارنة القواعد.

نقاط وميض الوقود

للبنزين نقطة وميض قرب −45 °F، أي 230.4 K، فيمكن أن يشتعل حتى في يوم بارد. ويومض وقود Jet A عند 100 °F أو أكثر، أي 310.9 K. ويومض الديزل عند 125 °F أو أكثر، أي 324.8 K. وتذكر صحائف بيانات السلامة في الولايات المتحدة هذه الأرقام بالفهرنهايت، ويحوّلها مهندسو الحريق للمقارنات الدولية.

درجات الاشتعال الذاتي

يشتعل البنزين ذاتياً قرب 495 °F، أي 530.4 K. ويحتاج البروبان إلى نحو 842 °F، أي 723.2 K، والهيدروجين إلى نحو 932 °F، أي 773.2 K. ويشتعل الورق قرب 451 °F، أي 506.5 K، الرقم الذي أعطى رواية شهيرة عنوانها. وعملية “حوّل °F إلى K” على هذه الأرقام تضعها على مقياس مستخدم في حسابات السلامة الديناميكية الحرارية.

حرائق الغابات واللهب

يبلغ اللهب في حريق غابة 1,500 إلى 2,000 °F، أي 1,089 إلى 1,366 K، وقد تكون الحرارة عند الأرض أدنى بمئات الدرجات. ويبدأ الخشب بالتفحم من نحو 540 °F، أي 555 K. ويحاكي علماء الحريق الإشعاع بالكلفن، بينما تستخدم النشرات العامة الفهرنهايت، فعملية “حوّل °F إلى K” تصل بين الاثنين.

الطيران الأسرع من الصوت

عند ماخ 3 بلغ جلد الطائرة SR-71 Blackbird نحو 600 °F، أي 589 K، مما استلزم بناءً من التيتانيوم. وبلغ أنف الكونكورد 260 °F، أي 400 K، عند ماخ 2. وعند هذه السرعات يسود التسخين الأيروديناميكي، وتُحسب الحرارة من صيغة الركود التي تحتاج إلى درجة حرارة مطلقة.

الغلاف الجوي القياسي

يحدد الغلاف الجوي القياسي الدولي حرارة مستوى البحر عند 59 °F، أي 288.15 K، تنخفض إلى −69.7 °F، أي 216.65 K، عند 11 km، حيث تبقى عبر الستراتوسفير السفلي. ويقرأ الطيارون في الولايات المتحدة حرارة الهواء الخارجي بالسلسيوس على معظم الأجهزة، لكن كتيبات الطيران قد تستخدم الفهرنهايت لمخططات الأداء.

العودة إلى الغلاف الجوي ودروع الحرارة

حمت بلاط مكوك الفضاء هيكل الطائرة من درجات حرارة سطحية قرب 2,300 °F، أي 1,533 K، بينما رأى الكربون-كربون المقوّى على الأنف وحواف الجناحين ما يصل إلى 3,000 °F، أي 1,922 K. وكان على بنية الألمنيوم خلفه أن تبقى دون نحو 350 °F، أي 450 K. ويعمل مهندسو دروع الحرارة من تقارير ناسا بالفهرنهايت والكلفن.

مزيد من القيم لـ°F إلى K

قائمة أطول من التحويلات

إذا لم تكن القيمة التي تحتاجها في القائمة الأولى فقد تكون هذه التحويلات الإضافية قريبة بما يكفي لتقرأها مباشرة:

• -273.15 °F = 103.622 K
• -100 °F = 199.817 K
• -20 °F = 244.261 K
• 10 °F = 260.928 K
• 15 °F = 263.706 K
• 25 °F = 269.261 K
• 30 °F = 272.039 K
• 50 °F = 283.15 K

زلات شائعة عند تحويل °F إلى K

نسيان 459.67

الضرب في 5/9 وحده يعطي نتيجة صغيرة جداً. فالـ212 °F ليست 117.8 K بل 373.15 K.

تحويل فرق كأنه درجة حرارة

ارتفاع بمقدار 18 °F هو ارتفاع بمقدار 10 K. لا تضف 459.67.

تقريب الثوابت

استخدم 459.67 و273.15. وتقريبهما إلى 460 و273 يُدخل أخطاء بمقدار ثلث كلفن في العمل الدقيق.

إجابات قصيرة

كيف أحوّل °F إلى K؟

أضف 459.67 واضرب في 5/9.

كم تساوي 68 °F بالكلفن؟

293.15 K.

كم تساوي 32 °F بالكلفن؟

273.15 K.

ما الصفر المطلق بالفهرنهايت؟

−459.67 °F.

هل يغادر رقمي جهازي؟

لا، يجري الحساب في متصفحك.

مزيد من الصفحات وخاتمة

لتحويلات حرارة أخرى انظر حوّل °F إلى °Ré وحوّل °F إلى °R وحوّل °R إلى K وحوّل °C إلى K وحوّل K إلى °C وحوّل km إلى mi وحوّل mi إلى km وحوّل L إلى gal وحوّل gal إلى L. والاتجاه المعاكس هو حوّل K إلى °F.

باختصار، عملية “حوّل °F إلى K” تعني إضافة 459.67 والضرب في 5/9، ثم كتابة الوحدة بجانب الجواب. ويُحسب رقمك محلياً، دون حساب ودون رفع.