화씨, 섭씨 온도를 변환하는 법

용어 2023. 7. 22. 08:15

과학과 기술수학

이 글에서는 화씨에서 섭씨로 섭씨에서 화씨로 섭씨에서 켈빈 온도로 켈빈 온도를 섭씨 온도로 켈빈 온도를 화씨 온도로 화씨 온도를 켈빈 온도로 관련 글 출처

약간의 사칙 연산만 할 줄 알면, 온도를 화씨에서 섭씨로, 섭씨에서 화씨로 바꾸는 것이 가능하다. 이 글의 내용을 잘 알아 두면, 온도가 자신이 원하지 않는 방식으로 주어졌을 때 몇 초만에 자신이 원하는 온도 체계로 바꿀 수 있을 것이다.

방법

화씨에서 섭씨로

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1
온도의 범위를 알아 놓자. 화씨와 섭씨의 시작 온도는 다르다. 섭씨에서는 0°에서, 화씨에서는 32°에서 시작한다. 시작하는 온도만 다른 것이 아니다. 온도가 올라가는 비율도 다르다. 섭씨에서는 어는 점부터 끓는 점까지의 온도가 0-100°이다. 그리고 화씨에서는 32-212°이다. [1]

2
화씨 온도에서 32도를 빼자. 화씨에서는 물이 32도에서 섭씨에서는 0도에서 얼기 때문에, 시작할 때 32도를 빼고 시작해야 한다.[2]

예를 들자면, 지금 알아 보고 싶은 화씨 온도가 74°F라면, 단순하게 74에서 32를 빼 주자. 74 - 32 = 42 42이다.[3]

3
방금 뺀 결과를 1.8로 나누자. 물이 어는 것부터 끓는 것까지의 온도가 섭씨는 0-100이지만, 화씨는 32-212이다. 화씨 온도 180도 구간의 온도들은 섭씨 온도 100도 구간의 온도들에 대응한다는 뜻이다. 이것은 180/100으로 표현 가능하며, 간단히 1.8로 표기 가능하다. 변환을 끝맺기 위해서는 1.8로 나누어 주어야 한다.

방금 구하던 예를 계속 이어가자면, 결과값인 42를 1.8로 나누자. 42/1.8 = 23°C이다. 따라서 74°F 는 23°C로 변환될 수 있다.
1.8과 9/5는 같다는 것을 알아 두자. 계산기가 없거나, 분수를 다루는 것을 좋아한다면, 빼기를 끝낸 다음에 1.8 대신 9/5로 나누어도 된다.

4
결과를 확인한다. 아래 환산표를 참고하여 결과가 맞는 지 확인해보자. 아래 숫자와 맞지 않다면 계산을 다시 확인하자. 나누기를 하기 전에 뺄셈을 안했을 수 있다.<br->

ºFahrenheit	ºCelsius (approx)
-40
-18
0
16
38
66
100

방법

섭씨에서 화씨로

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1
온도 범위를 확인하자. 섭씨를 화씨로 변환하는 것 역시 화씨를 섭씨로 변환할 때 사용했던 온도 범위 차이를 활용해야 한다. 그러므로 어는 점의 온도가 32도 다른 것과 온도가 범위가 1.8 다른 것을 사용할 것이다. 다만 활용하는 순서가 정 반대일 뿐이다.

2
섭씨 온도에 1.8을 곱하자. 지금 우리가 하려는 것은 섭씨 온도를 화씨 온도로 바꾸어 주는 것이다. 그냥 과정을 반대로 바꾸어 주면 된다. 섭씨 온도에 1.8을 곱해 주는 것으로 시작하자.[4]
3
예를 들어, 30°C를 화씨로 바꾸어 주고 싶다고 하자. 그러면 1.8이나 9/5를 곱해 주면 된다. 30 X 1.8 = 54이다.[5]

4
32를 결과값에 더해 주자. 온도 범위 차이를 활용했으니, 이제는 온도의 시작점 차이를 반영해 줄 차례이다. 섭씨 온도에 1.8을 곱한 값에 32를 더해 주면 된다. 이제 화씨 온도로 계산하는 것이 완료되었다.

이전 단계에서 구한 54에 32를 더해 주자. 54 + 32 = 86°F. 따라서 30°C는 86°F이다.

5
결과를 확인한다. 결과가 아래 차트의 숫자와 같지 않다면 에러가 생긴 것이다. 32를 더하기 전에 1.8을 곱하는 것을 잊지 말자.

ºCelsius	ºFahrenheit
-40
32
59
86
140
212
392

6
대조 하기. 가장 기본적으로 비교하는 방법은 섭씨 5도는 화씨 9도와 같다는 것을 이해하는 것이다.

ºCelsius	ºFahrenheit	ºCelsius	ºFahrenheit
-58	32
-49	41
-40	50
-31	59
-22	68
-13	77
-4	86
5	95
14	104
23	113
	50 \| 122

7
8
전환법 이해하기. 1.8이 전환율일 때, 섭씨 1도는 화씨 1.8도와 같다. 이러한 점은 섭씨 10-15도 범위에서 찾아볼 수 있다.

ºCelsius	ºFahrenheit	ºCelsius	ºFahrenheit
30.2	50.0
32.0	51.8
33.8	53.6
35.6	55.4
37.4	57.2
39.2	59.0
41.0	60.8
42.8	62.6
44.6	64.4
46.4	66.2
48.2	68.0

9
숫자를 올림하여 정수로 나타낸다. 화씨 온도를 올림할 때 섭씨 5-10도 사이에서 발생하는 화씨의 차이는 2,4,5,7의 패턴을 따른다.

ºCelsius	ºFahrenheit (rounded)
5 </noinclude> 41 = 41+0 = 41-0
6 </noinclude> 43 = 41+2 = 50-7
7 </noinclude> 45 = 41+4 = 50-5
8 </noinclude> 46 = 41+5 = 50-4
9 </noinclude> 48 = 41+7 = 50-2
10 </noinclude> 50 = 50+0 = 50-0
11 </noinclude> 52 = 50+2 = 59-7
12 </noinclude> 54 = 50+4 = 59-5
13 </noinclude> 55 = 50+5 = 59-4
14 </noinclude>57 = 50+7 = 59-2
15 </noinclude> 59 = 59+0 = 59-0

방법

섭씨에서 켈빈 온도로

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1
온도 범위를 알아 두자. 과학자들은 섭씨 온도가 켈빈 온도로부터 유도된다고 이해한다.[6] 켈빈 온도와 섭씨 온도의 시작 지점의 차이는 화씨와 섭씨의 차이보다 훨씬 더 크지만, 섭씨와 켈빈 온도는 온도가 올라가는 비율이 동일하다는 공통점이 있다. 섭씨와 화씨의 온도 비율은 1:1.8이지만, 섭씨와 켈빈 온도의 비율은 1:1이다.[7]

켈빈 온도에서 물이 어는 온도가 273.15도로 그렇게 높다는 것이 이상하다고 생각되었다면, 그것은 켈빈온도가 절대 0도 즉 0K에서 시작하기 때문이다.

2
섭씨 온도에 273.15를 더하자. 물이 어는 온도는 섭씨에서 0°C이지만, 과학자들은 섭씨 0°C는 켈빈 온도에서는 273.15K라고 이해한다.[8] 켈빈 온도와 섭씨 온도는 올라가는 양이 동일하기 때문에 섭씨온도를 켈빈온도로 바꾸는 것은 간단히 273.15만 더해 주면 되면 되는 일이다.

예를 들어, 섭씨 온도 30°를 바꿀 생각이라면, 간단히 273.15를 더하자. 30 + 273.15 = 303.15(K).
결과를 확인한다. 아래 표를 참고하여 결과 값이 맞는 지 확인한다. 섭씨와 켈빈 온도는 같은 비율로 증가하기 때문에 정확히 이 두 개 단위는 정확히 274.15만큼 차이가 난다.

정수인 섭씨 온도를 전환하면 켈빈 단위에서는 항상 소수점 .15으로 끝날 것이다.
가장 낮은 온도는 켈빈 온도로는 0K, 섭씨 온도로는 -273.15°C이다. 만약 켈빈 온도가 음수이면, 계산이 틀린 것이다.

ºCelsius	kelvins
173.15
223.15
273.15
323.15
373.15
473.15
773.15

방법

켈빈 온도를 섭씨 온도로

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1
온도의 범위를 이해하자. 켈빈 온도와 섭씨 온도는 1:1 비율을 유지한다는 사실은 켈빈 온도를 섭씨온도로 바꿀 때도 적용된다. 273.15라는 숫자를 기억한 후, 섭씨에서 켈빈온도로 바꿀 때 사용했던 반대 계산을 사용하면 된다.

2
켈빈 온도에서 273.15를 빼 주자. 그렇게 하면 켈빈 온도를 섭씨 온도로 바꾸어 줄 수 있다. 단순하게 계산 방식을 뒤집어, 273.15를 빼 주기만 하면 된다. 예를 들어, 지금 280K를 섭씨로 바꾸려고 한다고 하자. 그냥 273.15를 280에서 빼 주자. 280 - 273.15 = 6.85°C.

3
결과를 확인한다. 아래 테이블과 같은 패턴의 숫자가 나오지 않으면, 다시 계산한다.

정수의 켈빈 값으로 시작하면 화씨 값은 언제나 .15로 끝나거나 (섭씨 온도가 음수 일 경우) .85로 끝난다(섭씨 온도가 양수 일 경우).
큰 숫자에서는 켈빈과 섭씨 숫자 사이의 차이는 중요하지 않다. 6 숫자 이상이면, 보통 숫자의 차이는 오차 범위안에 들 것이다.

kelvins	ºCelsius
-273.15
-268.15
-223.15
-73.15
226.85
726.85
approx. 99,700
very close to 10 million

방법

켈빈 온도를 화씨 온도로

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1
온도 범위를 이해하자. 켈빈 온도와 화씨 온도를 변환할 때 가장 중요한 것은 온도가 올라가는 비율이 다르다는 것이다. 켈빈 온도와 섭씨 온도는 1:1 비율이므로, 화씨 온도와 켈빈 온도 사이의 비율은 섭씨 온도와 켈빈 온도 사이의 비율과 동일하다. 이 말은 켈빈 온도 1K가 올라갈 때, 화씨 온도는 1.8°F가 올라간다는 이야기이다.[9]

2
1.8을 곱하자. 1K:1.8°F의 비율에 대한 보적을 해 주기 위한 첫번째 단계는 켈빈 온도에 1.8을 곱해 주는 것이다.

변환하고 싶은 온도가 295K라면 그 숫자에 1.8을 곱해 주자. 295 X 1.8 = 531(K).

3
방금 구한 결과값에서 459.7을 빼 주자. 섭씨에서 화씨를 구할 때, 32를 더해 주는 것처럼, 비슷한 변환을 켈빈 온도에서 화씨 온도로 변환할 때 사용해야 한다. 그러나 0K = -459.7°F이다.[10] 우리가 더해 주어야 할 숫자가 음수이므로, 459.7을 빼 주면 된다.

531에서 459.7을 빼 주자. 531 - 459.7 = 71.3°F. 따라서 259K = 71.3°F이다.

4
결과를 확인한다. 전환한 숫자가 아래 테이블에 나와있는 숫자와 맞지 않는다면, 다시 해본다. 계산할 때 실수를 했거나 뺄셈을 하기 전 곱셈 하는 것을 잊었을 수 있다.

정수의 켈빈 온도로 시작한다면 화씨로 전환 시 소수점 .67으로 끝나거나(화씨 온도가 음수일 경우) .33으로 끝날 것이다 (화씨 온도가 양수일 경우).

kelvins	ºFahrenheit
-459.67
-450.67
-369.67
-99.67
440.33
1,340.33
approx 180,000.

방법

화씨 온도를 켈빈 온도로

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1
화씨 온도에서 32도를 빼 주자. 켈빈 온도를 화씨 온도로 바꿀 때와는 반대로 화씨 온도를 켈빈 온도로 바꾸어 주려면, 섭씨온도로 우선 변환한 후에 다시 켈빈 온도로 바꾸어 주는 것이 좋다. 그렇기 때문에 32를 빼면서 시작하는 것이다.

구하고 싶은 화씨 온도가 82°F라고 하자. 82에서 32를 빼 주자. 82 - 32 = 50.

2
방금 구한 숫자에 5/9를 곱하자. 화씨를 섭씨로 바꿀 때에는, 다음 단계가 5/9를 곱하거나 계산기를 이용해 1.8로 나누는 것이다.

50 X 5/9 = 27.7. 27.7°C 82°F를 섭씨 온도로 바꾼 값이다.

3
방금 구한 숫자에 273.15를 더해 주자. [섭씨 온도와 켈빈 온도 간의 차이] = 273.15이므로, 이제 273.15를 더해 주면 켈빈 온도를 구할 수 있다.

273.15 + 27.7 = 300.8. 그러므로, 82°F 는 300.8K 이다.

4
결과를 확인한다. 결과를 아래 테이블과 비교하여 맞는지 본다. 맞지 않는다면 다시 해본다. 곱셈 전에 뺄셈 하는 것을 잊지 않는다.

ºFahrenheit	kelvins (approx)
241
255
273.15 exactly
294
311
339
373.15 exactly

팁

다음은 외워둘 만한 온도들이다.
물은 0°C 혹은 32°F에서 언다.
우리 몸의 온도는 대개 37°C 혹은 98.6°F이다.
물은 100°C 혹은 212°F에서 끓는다.
-40에서 섭씨와 화씨는 동일하다.
검산을 해 보면, 최종 결과값에 대해 더 확신할 수 있을 것이다.
화씨의 경우, 미국 이외에서는 별로 안 쓰이는 온도 체계이기 때문에 미국 외의 사람들이 많이 읽는 글에서는 centigrade나 celsius라는 표현 보다는 degrees Celsius라는 표현을 사용해 주자.
화씨를 섭씨로 바꾸기 위해 C = 5/9(F - 32)라는 공식을, 섭씨에서 화씨로 바꾸기 위해 F = 9/5C + 32라는 공식을 사용할 수 있다. 이 두 공식은 C/100 = (F-32)/180이라는 공식을 단순화 한 것이다. 화씨 온도계에서는 어는 점이 212도 범위 안에 있기 때문에 212 화씨 온도에서부터 그 값을 빼 주어야 한다. 그래서 우리가 180도 범위를 얻게 되는 것이다. 위 공식에서 212-32는 미리 계산해 두었고, 그것을 계산해 두지 않았다면, 좀 더 길어 보이는 공식을 얻게 된다.

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