Convertir °F a K

Fahrenheit sitúa la congelación en 32 y la ebullición en 212. Un grado Fahrenheit mide así cinco novenos de un grado Celsius, y esa diferencia de tamaño es la razón por la que la conversión no solo desplaza, sino que además multiplica.

El kelvin arranca en el cero absoluto, donde ya no queda energía térmica que retirar, y sus pasos son del mismo tamaño que los de Celsius. No lleva símbolo de grado: se escribe 300 K, no 300 °K.

El grado Fahrenheit y el kelvin no empiezan a contar en el mismo sitio, así que ningún número por sí solo convierte entre las dos. Multiplicar es justo el error que esta página existe para evitar: acierta a una única temperatura y falla en todas las demás, y el fallo crece cuanto más te alejas de ese punto.

Los dos extremos de la escala de esta página lo enseñan. 0 °F son 255,37 K y 100 °F son 310,93 K: cien pasos de un lado, 55,56 del otro, y los dos ceros en sitios distintos. Por eso la fórmula de arriba tiene dos partes, algo por lo que multiplicar y algo que sumar; si quitas la suma, el resultado deja de equivocarse despacio y empieza a equivocarse mucho.

El kelvin arranca en el cero absoluto, el punto en el que ya no queda energía térmica que quitar y por debajo del cual no hay nada que medir. Eso es lo que la convierte en una escala sobre la que sí se puede multiplicar: 200 K son de verdad el doble que 100 K, cosa que 200 °C no son respecto de 100 °C.

Ni Celsius ni Fahrenheit pueden decir lo mismo. Sus ceros se eligieron, no se encontraron, y por eso el doble de una lectura en Celsius no significa absolutamente nada.

El camino de dos pasos funciona —restar 32, multiplicar por 5/9, sumar 273,15— pero arrastra un redondeo intermedio y una ocasión más de equivocarse en el orden. Plegando las constantes queda K = (°F + 459,67) × 5/9, que es una suma y una multiplicación. 68 °F se convierten en (68 + 459,67) × 5/9, es decir 293,15 K.

Las dos formas son idénticas algebraicamente: 273,15 K están 491,67 grados Fahrenheit por encima del cero absoluto, y pasar esa constante al otro lado de la multiplicación convierte el 32 en 459,67. La versión de un paso es la que merece la pena aprenderse, porque su constante quiere decir algo —el cero absoluto en Fahrenheit con el signo cambiado— mientras que el 32 y el 273,15 del camino largo son dos datos sin relación guardados en la misma cabeza.

El cero absoluto está en −459,67 °F. Es un valor definido y no medido: sale directamente del desfase exacto de 273,15 entre Celsius y kelvin y de la proporción exacta de 9/5 entre los tamaños de grado, así que ningún instrumento mejor lo va a corregir. Es además la razón de que ninguna cifra Fahrenheit por debajo de −459,67 describa un estado físico.

La constante merece llevarse encima porque convierte cada lectura Fahrenheit en una distancia. Una habitación a 68 °F está 527,67 grados Fahrenheit por encima del cero absoluto; se multiplican esos grados por 5/9 para expresarlos en kelvin y salen los 293,15 K. Pensar la conversión como «cuánto hay por encima del cero absoluto, y después cambio el tamaño del grado» es lo que hace memorable la fórmula de un paso en lugar de arbitraria.

Existe una escala absoluta con grados del tamaño del Fahrenheit y se llama Rankine. Los grados Rankine son los Fahrenheit más 459,67: 0 °R es el cero absoluto, el agua se congela a 491,67 °R y hierve a 671,67 °R. Es decir que la primera mitad de la fórmula de un solo paso —el sumando de 459,67— es una conversión de Fahrenheit a Rankine con otro nombre, y la segunda mitad es el 5/9 que pasa grados Rankine a kelvin. En la fórmula de dos pasos que aparece más arriba en la página, en cambio, esa primera mitad está escrita como una resta de 32 y el desfase se paga al final.

Sobrevive en la ingeniería mecánica y aeroespacial estadounidense, en los manuales de termodinámica escritos para ese público y en parte del trabajo de combustión y climatización, por el mismo motivo por el que el Fahrenheit sobrevive en la previsión del tiempo: los números de alrededor ya están en unidades de ese tamaño y cambiar de escala obligaría a reescribirlos todos. Si el cálculo que se está alimentando está escrito en °R, ese es un destino legítimo y no hace falta pasar por el kelvin.

La demanda de esta conversión es estrecha y muy concreta. La física y la química están escritas en el SI, así que una lectura Fahrenheit tomada de un instrumento estadounidense hay que reexpresarla antes de meterla en una ley de los gases, en un término de radiación o en un límite de rendimiento, que son todos cocientes de temperaturas absolutas y devuelven disparates con cualquier escala relativa.

Fuera de ahí, los casos habituales son dos. Uno es la iluminación y la imagen, donde la temperatura de color se da en kelvin en todo el mundo, también en Estados Unidos. El otro es el equipo importado: una hoja de características de un compresor, de un equipo de aire acondicionado vendido por su potencia en BTU o de un sensor fabricado allí da el rango de funcionamiento en Fahrenheit, y el proyecto que lo integra está escrito en unidades del SI. El tiempo y la cocina no lo necesitan nunca, y una previsión convertida a kelvin es señal de que se recurrió al conversor antes de leer la pregunta.

Un grado Fahrenheit son exactamente 5/9 de kelvin, o sea 0,5556 K, y esa proporción gobierna cualquier diferencia. Una pieza que se calienta 40 °F se ha calentado 22,2 K. Una tolerancia de ±2 °F son ±1,1 K. Un pliego que exige mantener una cámara dentro de 5 °F la mantiene dentro de 2,8 K. En ninguno de estos casos se suma nada, porque 459,67 es la distancia entre dos ceros y una diferencia no tiene cero.

Donde más muerde es en la dirección que casi nadie revisa. Un coeficiente dado por °F es un número menor que el mismo coeficiente por kelvin, en la proporción 9/5: un material que se dilata 10 ppm/°F se dilata 18 ppm/K. Meter una cifra por °F de origen estadounidense en un cálculo del SI sin ese 1,8 es un error del ochenta por ciento que no se va a anunciar, porque el resultado sigue pareciendo razonable.

Con cuatro valores se comprueba cualquier implementación: 32 °F son 273,15 K, 212 °F son 373,15 K, −459,67 °F son 0 K y 98,6 °F son 310,15 K. Los dos primeros tienen que diferir en exactamente 100, porque 180 grados Fahrenheit cubren el mismo recorrido que 100 kelvin; si no lo hacen, el 5/9 se aplicó a la cantidad equivocada.

La prueba más afilada es 0 °F, que son 255,372 K. No es redondo en ninguna de las dos escalas, de modo que un orden de operaciones equivocado tiende a producir algo sospechosamente limpio. El otro valor que conviene recordar es la temperatura de una habitación: 68 °F son exactamente 293,15 K porque 68 °F son exactamente 20 °C, y esa es la razón de que tantas normas y tantos problemas de física estadounidenses elijan justo ese número.

Cualquier resultado en kelvin de una lectura Fahrenheit real es positivo, porque la escala tiene suelo y ningún termómetro lee por debajo. Un resultado negativo es un error aritmético, y la causa es casi siempre una de dos: se restó el 459,67 en vez de sumarlo, o se multiplicó antes de sumar.

Los resultados tampoco suelen ser redondos, y eso es lo esperable. Los números redondos en Fahrenheit los eligió una persona y la conversión no conserva nada de eso: 70 °F son 294,261 K, 100 °F son 310,928 K y 350 °F son 449,817 K. Las excepciones son las cifras Fahrenheit que resultan redondas en Celsius —68 °F, 104 °F, 212 °F— y todo lo demás arrastra una cola decimal que no es ningún defecto.

459,67 y 5/9 son exactos por definición, así que la conversión no introduce ningún error propio. Lo que limita el resultado es la medida. Una lectura Fahrenheit en grados enteros lleva implícita una incertidumbre de unos ±0,28 K, de manera que dar 73 °F como 295,9278 K es reclamar seis cifras a partir de una que ofrecía dos.

La práctica que aguanta una revisión es convertir con toda la precisión y redondear al final, a las cifras que el instrumento se haya ganado: 73 °F son 295,9 K, o 296 K si la fuente era un termómetro de pared. Cuando el valor Fahrenheit era a su vez un número redondo de Celsius convertido —como 98,6 °F lo era de 37 °C—, el resultado tiene que caer exactamente en 310,15, y que no caiga significa que algo se redondeó dos veces aguas arriba.