Rankine Scale Co to jest, konwersje, przykłady

Wyjaśniamy, jaka jest skala Rankine'a i jej historia. Ponadto podajemy przykłady konwersji do Celsjusza, Fahrenheita i Kelvina.

Jaka jest skala Rankine?

Skala Rankine Jest to absolutna termodynamiczna skala temperatury, w której wszystkie jej wartości są dodatnie, ponieważ są one kierowane do bezwzględnego zera; najniższa temperatura teoretyczna, do której może osiągnąć ciało, ale że eksperymentalnie i termodynamicznie jest niemożliwe do osiągnięcia.

Został zaproponowany w 1859 r. Przez szkockiego inżyniera Williama Johna Macquorna Rankine'a (niższy obraz), jedenaście lat po William Thomson (Lord Kelvin, 1848) opublikował swoją bezwzględną skalę temperatury opartą na klasach Celsjusza, ° C.

Bezwzględne zero w skali Kelvina ma wartość -273,15 ° C. Reszta temperatur tej skali uzyskuje się przez dodanie 273,15 do wartości temperatur w stopniach Celsjusza (lub lepiej znanego jako Celsjusz).

Skala Rankine jest związana z stopniami Fahrenheita. Dlatego bezwzględna wartość zerowa dla tej skali jest wyrażana w stopniach Fahrenheita; To jest -459,67 ºF. Zatem, aby uzyskać inne temperatury, wystarczy dodać 459,67 do wartości temperatur (° R = ° F + 459,67).

Gatunki Rankine były używane w działaniach inżynieryjnych w Stanach Zjednoczonych i Anglii. Jednak dziś jego użycie praktycznie zgasło.

Rankine i inne skale temperatury

Celsjusz

Andrés Celsjusz opublikował swoją skalę w 1742 roku, wskazując temperaturę wrzenia wody jako 0 °. Ale Jean-Pierre Christin (1743) i Carlos Linneo (1745) umieścili skalę temperatury na odwrót, jak jest obecnie znany.

Fahrenheit

Skala Fahrenheita została zaproponowana przez Daniela Gabriela Fahrenheita w 1724 roku. Skala określa temperaturę 32 ° F jako zamrażanie wody, a temperatura wrzenia wody 212 ° F.

Może ci służyć: tlenek sodu (Na2O): struktura, wzór, właściwości, ryzyko

Fahrenheit powiedział, że mieszanka wody, lodu i soli amonowej miała temperaturę 0 ° F; Podczas gdy mieszanka wody i lodu miała temperaturę 32 ° F.

Rankine

Gatunki Rankine zwykle wyrażają się jako ° R lub po prostu jako jednostki R. Jednak w przypadku stopni Kelvina, w rzeczywistości jest to zwykle określane tylko jako Kelvin, a K i brak ° K są pisane.

Nawet National Institute of Standards and Trainology zaleca nie stosowanie symbolu stopnia podczas korzystania z skali temperatury Rankine w publikacjach NIST.

Przenoszenie ciepła przez promieniowanie, zmiana entropii, wydajność cieplna silnika termicznego Carnot i współczynnik wydajności pompy ciepła, wymagają zastosowania temperatury bezwzględnej w stopniach, gdy pracuje w amerykańskim systemie inżynierii.

W niektórych dziedzinach inżynierii Stanów Zjednoczonych mierzą temperaturę termodynamiczną za pomocą skali temperatury rankina; Jednak w całym świecie naukowym temperatura termodynamiczna jest mierzona za pomocą skali Kelvina.

Nawet wskazano, że skala temperatury rankina jest wykorzystywana głównie ze względu na jego związek ze skalą temperatury Fahrenheita.

Absolutne zero

Skale temperatur Kelvina i Rankine'a mają jako punkt wyjścia bezwzględny zero. Ale co jest oszałamiające?

Bezwzględne zero to najniższa temperatura, do której można osiągnąć. Mówi się, że energia wewnętrzna systemu osiąga najniższy poziom, pozbawiając cząstek ruchu; Wszystkie jego wibracje i przemieszczenia zostałyby zamrożone.

Może ci służyć: kadm (CD): historia, właściwości, struktura, zastosowania

Zgodnie z trzecim prawem termodynamiki, bezwzględna zero jest nieosiągalnym limitem.

Temperatura najbliższa bezwzględnej zero wynosi 5 ∙ 10^-10 K powyżej bezwzględnego zera, uzyskane w laboratorium MIT w 2003 r., Przez chłodzenie gazu w polu magnetycznym.

William John Macquorn Rankine

Kim był William John Macquorn Rankine (1820–1872)? Był jednym z pionierów w badaniu termodynamiki. Opracował kompletną teorię na temat silnika parowego i silników termicznych, a także o energii cieplnej.

Urodzony w Edynburgu, Rankine kształciła się na University of This City. Pracował jako inżynier budownictwa i opublikował artykuły na temat praktycznych problemów inżynierskich, a następnie nad fizyką molekularną, a także termodynamiką.

W 1855 r. Został mianowany przewodniczącym inżynierii cywilnej i mechanicznej University of Glasgow.

Napisał ponad 150 artykułów naukowych i ręcznych, a także książki do wykorzystania swoich uczniów. Został wybrany członkiem Królewskiego Towarzystwa w 1853 roku i był pierwszym prezesem Instytucji Inżynierów Szkocji.

Oprócz swojej ogromnej działalności naukowej i akademickiej, Rankine bardzo lubił muzykę, zarówno jako wykonawca, jak i kompozytor. W ten sposób skomponował piosenkę zatytułowaną „The Three Stap Reguła”, w której broni brytyjską tradycję swoich środków zagrożonych inwazją systemu centesimalnego.

Temperatury skali rankina

Od Rankine do Celsjusza, Fahrenheita i Kelvina

Do Celsjusza

[º C] = ([ºr] - 491,67) ∙ 5/9

Wartość 491,67 jest równa 459,67 (bezwzględne zero rankina) plus 32 ° F (temperatura zamarzania wody). A 5/9 jest współczynnikiem konwersji stopni Celsjusza o stopnie rankina lub fahrenheita; Ponieważ w tych skalach temperatury 100 ° C jest równoważne 180 ° R lub ºF.

Może ci służyć: nie -spolarne kowalencyjne wiązanie

Do Fahrenheita

[ºF] = [° R] - 459,67

Do Kelvina

[K] = [ºr] ∙ 5/9

Od Celsjusza, Fahrenheita i Kelvina po Rankine

-[ºr] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

Wartość 273.15 to bezwzględne zero w skali temperatury Kelvina. A 9/5 jest współczynnikiem konwersji, ponieważ 180 ° F lub ºr jest równa 100 ° C.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºr] = [k] ∙ 9/5

Przykłady porównania różnych temperatur z różnymi skalami

Zero absolutne

-Kelvin 0 (z definicji).

-Celsjusz -273,15 ºC.

-Fahrenheit -459.67 ° F.

-Rankine 0 ° C (z definicji).

Punkt śniadania

(Zero punktu skali Fahrenheita)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsjusz: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º f.

-Rankine: 459,67 °.

Punkt zamarzania wody

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsjusz: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32 °f.

-Rankine: 459,67 °.

Potrójna woda

-Kelvin: 273.16 K.

-Celsjusz: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32 018 ºF.

-Rankine: 491 688 °.

Punkt wrzenia wody

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsjusz: 99 9839 ºC.

-Fahrenheit: 211 97102 ºF.

-Rankine: 671,64102 ºr.

Temperatura ciała ludzkiego

-Kelvin: 310 K.

-Celsjusz: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 ° F.

-Rankine: 558 °.

Bibliografia

1. Cztery rodzaje skal temperatury. Naukowe. Odzyskane z: naukowe.com
2. Fahrenheit do Rankine. Konwerkcje metryczne. Odzyskane z: konwersji metrycznych.org