화씨온도
1. 개요
화씨 (華氏), Fahrenheit scale.
독일 출신 물리학자 다니엘 가브리엘 파렌하이트(Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686-1736)가 1724년, 영국 왕립학회를 통해 제안한 온도 단위계다. 단위기호는 ℉(U+2109).
2. 설명
화씨(華氏)라는 말은 Fahrenheit의 중국어 음역 華倫海特(huálúnhăitè, 화룬하이터/화륜해특)의 첫 글자를 딴 것이다. 즉 '파렌하이트 씨(화씨)의 체계'를 의미한다.
파렌하이트는 염화암모늄과 얼음, 물을 1:1:1 비율로 섞어 열평형에 도달했을 때 온도를 0도(섭씨 약 -18℃), 얼음과 물만 섞었을 때의 온도를 32도(섭씨 0°C), 인간의 체온을 96도(섭씨 약 35.56도)로 설정하자고 주장했다.
온도의 기준점을 애매한 숫자인 32도 단위로 정해놓은 이유는 파렌하이트가 뢰머의 체계를 사용했기 때문이다. 뢰머는 '''소금물 어는점을 0, 물의 끓는 점을 60도'''로 잡았는데, 이걸 순수 물로 표현하면 어는점이 7.5도가 된다. 여기서 계산하기 쉽게 정수로 만들려고 4를 곱해주면 어는점이 30도가 된다. 거기에 더해 온도계를 쉽게 이등분 할 수 있게 16/15를 곱해서 2의 거듭제곱인 32를 어는점으로 삼았다. 그래서 자연히 끓는 점은 212가 된다.[1]
얼음과 물, 염화암모늄을 섞는 것이 당시 유럽에서 인공적으로 가장 차갑게 할 수 있는 방법이었기 때문에, 파렌하이트는 그 온도를 0도로 삼았다. 또한 당시에는 온도계를 주로 기상관측용으로 사용했기 때문에, 가급적 기준점 이하의 수치가 나오지 않게 하려는 의도도 있었으리라고 추정한다. '''후일 물의 녹는점을 32도, 끓는점을 212도로 재정의했고 이것이 현재 쓰이는 화씨 온도계이다.'''
화씨 온도계의 장점은 위의 유래에서도 볼 수 있듯이, 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 온도 범위에 적합하다는 것이다. 예컨대 겨울철 추운 날씨가 대략 화씨 0도(영하 17.7℃)로 근접하고, 여름철 매우 더운 날씨는 100도(37.7℃)에 근접한다. 더욱이 영하 17.7℃에서 37.7℃를 백단위화했기 때문에 온도조절이 매우 중요한 작물을 관리하는 데 유용하다. 이 때문에 일부 농가에서는 화씨 온도계를 사용한다. 대한민국에서도 화씨 0~100도 사이를 주로 간다. 서울 기준으로 2018년에는 화씨 0도와 103.3도(36.9℃)를 기록했다.[2] 홍천은 화씨 -15도(-26.1℃)와 106도(41.1℃)를 기록하기도 했다.
일상생활에서 편리하다는 점 때문에 영미권에서 오랫동안 쓰였으나 영미권에서도 미국을 제외한 대부분의 국가는 1960년대 말부터 섭씨 온도계로 갈아탔다. 현재 화씨 온도계가 쓰이는 곳은 미국, 미얀마, 라이베리아, 벨리즈 등에 불과하다. 영국과 캐나다는 정식으로는 섭씨 온도계로 갈아탔지만 아직도 화씨의 잔재가 많이 남았고 일부 신문이나 뉴스에서는 두 단위를 병용하기도 한다.
파렌하이트가 처음 단위를 제안한 18세기에야 인공적으로 만들 수 있는 최저온도라는 점에서 과학적인 쓰임새가 있었으나, 21세기에는 그보다도 훨씬 차가운 액체질소와 액체헬륨 등, 압도적인 냉각수단을 만들어낼 정도로 과학이 발전했기 때문에, 21세기 과학계에서 화씨 단위는 그저 무용지물에 불과하다. 천문학이나 물리학에서는 주로 절대온도 단위인 켈빈을 쓰고 섭씨를 가끔 병용하며, 생물학, 화학, 지구과학 등에서도 섭씨를 애용한다.
화씨로 1도 바뀌면 섭씨로는 0.5556도 바뀐다.
섭씨로 1도 바뀌면 화씨로는 1.8도 바뀐다.
3. 환산법
°C = (°F − 32) × 5⁄9
화씨를 섭씨로 변환하려면 화씨 온도에서 32를 빼고 5/9를 곱하면 된다. 계산이 귀찮다면 30을 빼고 반으로 나눠도 얼추 맞는데 고온으로 갈수록 차이가 많이 나지만 일상적으로는 쓸만하다.
혹은 32를 빼고 난 다음 반으로 나누고 나온 값의 10%를 더해주면 더 정확한 값을 구할 수 있으며 5/9를 곱한 값과 비슷하게 나온다.[3]고온 계산시에도 정확한 값이 나오는 수준.
단순히 일정 상수를 더하거나 빼서 환산하는 것이 아니라 변환계수(5/9)가 있어 암산이 까다롭다는 점이 불편하다. 여담으로 영하 40도에서 두 온도의 곡선이 서로 교차한다. (즉 섭씨 -40도 = 화씨 영하 -40도.)
4. 여담
- 레이 브래드버리의 디스토피아 소설 화씨 451은 이 문서의 화씨에서 이름을 땄다. 이 소설에서 마이클 무어 감독이 이름을 따와 다큐멘터리 영화 화씨 911을 만드는데, 브래드버리에게 이 이름을 빌리겠다고 허락을 받지 않아서 브래드버리가 불쾌해했다고 한다. 둘의 정치 성향이 정반대이기도 하고.
- 남극에서는 화씨 300도 차이(화씨 -100℉ 부터 200℉ , 섭씨로 따지면 -73.3℃[야외]부터 93.3℃[건식 사우나])를 버티는 대회가 존재한다. 자세한 사항은 300 클럽 문서 참조.
- 화씨와 같은 온도 간격을 쓰지만, 0도의 기준만 절대온도에 맞춘 란씨 온도도 존재한다. 다만 화씨의 활용 국가 범위를 생각하면 실제 이용 빈도는 절망적인 수준이다.
- 화씨에 관한 유머도 있다. 해석하자면 다음과 같다. 화씨: 0℉ 진짜 춥다, 100℉ 진짜 덥다 / 섭씨: 0℃ 춥다, 100℃ 으앙 죽음 / 절대온도: 0K 으앙 죽음, 100K 으앙 죽음
- 영어로 “0도 미만”의 날씨, 즉 영하를 sub-zero temperature로 일컫는데, 일기예보에서 “내일은 영하입니다”라 말할 경우 섭씨일 경우 따뜻한 옷을 걸치기만 하면 별 문제 없지만 화씨일 경우(즉 미국이라면) 웬만하면 밖에 안 나가는 게 좋다(화씨 0도 = 섭씨 영하 17.7도).
[1] 출처 : 개정판 초등교사를 위한 화학의 이해(홍영식 서울교대 교수 저)[2] 서울 평균 기온은 화씨 55도(12.8℃)이다.[3] a/2×11/10=a11/20인데, 11/20과 5/9는 0.00555......의 차이가 난다.