Hvad er Rankine-skalaen? (Med konverteringseksempler)



den Rankine skala det er en absolut skala af termodynamisk temperatur, hvor alle dens værdier er positive, da de henvises til absolut nul; Den laveste teoretiske temperatur, som en krop kan nå, men det eksperimentelt og termodynamisk er umuligt at opnå.

Det blev foreslået i 1859 af skotsk ingeniør William John MacQuorn Rankine (bundbillede), elleve år efter William Thomson (Lord Kelvin, 1848) offentliggjorde sin skala af absolut temperatur baseret på grader Celsius, ° C.

Den absolutte nul på Kelvin-skalaen har en værdi på -273,15 ° C. Resten af ​​temperaturerne i denne skala opnås ved at tilføje 273,15 til værdien af ​​temperaturerne i grader Celsius (eller bedre kendt som centigrade).

Rankine skalaen er relateret til Fahrenheit karaktererne. Derfor er den absolutte nulværdi for denne skala udtrykt i grader Fahrenheit; Dette er -459.67 ºF. For at opnå de andre temperaturer er det således nok at tilføje 459,67 til værdien af ​​temperaturerne (° R = ° F + 459,67).

Rankine karakterer kom til at blive brugt i ingeniøraktiviteter i USA og England. Men i dag er brugen praktisk taget forsvundet.

indeks

  • 1 Rankine og andre temperaturskalaer
    • 1,1 celsius
    • 1.2 Fahrenheit
    • 1.3 Rankine
    • 1.4 Absolut nul
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Omregning af Rankine-skalaens temperaturer
    • 3.1 Fra Rankine til Celsius, Fahrenheit og Kelvin
    • 3.2 Celsius, Fahrenheit og Kelvin til Rankine.  
  • 4 Eksempler på sammenligning af flere temperaturer med forskellige skalaer
    • 4.1 Absolut nul
    • 4.2 Frysepunkt for saltvand
    • 4.3 Frysepunkt af vand
    • 4.4 Triple point af vand
    • 4.5 Kogepunkt for vand
    • 4.6 Temperatur i menneskekroppen
  • 5 referencer

Rankine og andre temperaturskalaer

Celsius

Andrés Celsius udgav sin skala i 1742 og noterede sig kogningstemperaturen for vand som 0ºC og dens frysetemperatur som 100ºC. Men Jean-Pierre Christin (1743) og Carlos Linnaeus (1745) lagde temperaturskalaen i omvendt form, som det for tiden er kendt.

Fahrenheit

Fahrenheit skalaen blev foreslået af Daniel Gabriel Fahrenheit i 1724. Skalaen etablerer en temperatur på 32 ° F som frysepunktet for vand og kogetemperaturen for vand 212 ° F..

Fahrenheit bemærkede, at en blanding af vand, is og et ammoniumsalt havde en temperatur på 0 ° F; mens en blanding af vand og is havde den en temperatur på 32ºF.

Rankine

Rankine grader er også normalt udtrykt som ° R eller simpelthen som R-enheder. For Kelvin-grader er de i virkeligheden kun refereret til som Kelvin og er skrevet K og ikke ° K.

Derudover anbefaler National Institute of Standards and Technology ikke at bruge gradersymbolet, når man bruger Rankine-temperaturskalaen i NIST-publikationer..

Varmeoverførslen ved stråling, entropiens ændring, den termiske effektivitet af den Carnot termiske motor og varmepumpens ydeevne kræver brug af den absolutte temperatur i Rankine grader, når den arbejder i American Engineering System.

I nogle amerikanske teknikfelter måler de den termodynamiske temperatur ved hjælp af Rankine temperatur skalaen; I hele den videnskabelige verden måles den termodynamiske temperatur ved hjælp af Kelvin-skalaen.

Inklusiv er det blevet indikeret, at Rankine temperatur skalaen anvendes fundamentalt på grund af dens relation til Fahrenheit temperatur skalaen.

Absolut nul

Temperaturvægterne for Kelvin og Rankine har absolut nul som udgangspunkt. Men hvad er nul asolut?

Absolut nul er den laveste temperatur, der muligvis kan nås. Det siges, at systemets indre energi når sit laveste niveau og mangler bevægelsespartiklerne; alle dets vibrationer og forskydninger ville blive frosset.

Ifølge termodynamikkens tredje lov er absolut nul en uopnåelig grænse.

Temperaturen nærmest absolut nul er 5 ∙ 10-10 K over absolut nul, opnået i et MIT laboratorium i 2003 ved at afkøle en gas i et magnetfelt.

William John Macquorn Rankine

Hvem var William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Han var en af ​​pionererne i studiet af termodynamik. Han udviklede en komplet teori om dampmotor og termiske motorer såvel som termisk energi.

Født i Edinburgh blev Rankine uddannet ved universitetet i byen. Han arbejdede som civilingeniør og udgav artikler om emner inden for praktisk teknik, og derefter på molekylærfysik, samt på termodynamik.

I 1855 blev han udnævnt til formand for formanden for civil- og maskinteknik ved universitetet i Glasgow.

Han skrev mere end 150 videnskabelige artikler og manualer samt bøger til brug for hans elever. Han blev valgt til Royal Society i 1853 og var den første præsident for Institutionen for Engineers of Scotland.

Ud over hans enorme videnskabelige og akademiske aktivitet var Rankine meget glad for musik, både som performer og som komponist. Således komponerede han en sang kaldet "The Three Foot Rule", hvor han forsvarer den britiske tradition for sine foranstaltninger truet af invasionen af ​​det centesimale system.

Omregning af Rankine skala temperaturer

Fra Rankine til Celsius, Fahrenheit og Kelvin

En celsius

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Værdien 491,67 er lig med 459,67 (absolut nul Rankine) plus 32ºF (frysetemperatur af vand). Og 5/9 er en konverteringsfaktor på grader Celsius til Rankine eller Fahrenheit grader; da ved disse temperaturskalaer er 100 ºC lig med 180 ° R eller ºF.

En Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

Til Kelvin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Fra Celsius, Fahrenheit og Kelvin til Rankine.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

Værdien 273.15 er den absolutte nul på Kelvin-temperaturskalaen. Og 9/5 er en konverteringsfaktor, da 180ºF eller ºR svarer til 100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Eksempler på sammenligning af flere temperaturer med forskellige skalaer

Absolut nul

-Kelvin 0 (pr. Definition).

-Celsius -273.15 ºC.

-Fahrenheit -459.67 ºF.

-Rankine 0 ºR (pr. Definition).

Frysepunkt af saltlage

(Nulpunktet i Fahrenheit-skalaen)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459.67 ºR.

Frysepunkt af vand

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459.67 ºR.

Triple point af vand

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018 ºF.

-Rankine: 491,688 ºR.

Kogepunkt for vand

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ºC.

-Fahrenheit: 211.97102 ºF.

-Rankine: 671.64102 ºR.

Temperaturen i den menneskelige krop

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Rankine: 558 ºR.

referencer

  1. Wikipedia. (2019). Rankin klatre. Hentet fra: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (13. oktober 2010). Rankine. Gendannet fra: quimistorias.blogspot.com
  3. University of Glasgow. (N.D.). Macquorn Rankine. Hentet fra: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (26. april 2018). De fire typer temperaturskalaer. Sciencing. Hentet fra: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit til Rankine. Metriske konverteringer. Hentet fra: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturvægte og deres opfindere. Philatelia Chimica et physica, bind 37, nr. 2. Forår.