Vad är Rankine-skalaen? (Med konverteringsexempel)



den Rankine skala det är en absolut skala av termodynamisk temperatur där alla dess värden är positiva, eftersom de refereras till absolut noll; Den lägsta teoretiska temperaturen som en kropp kan nå, men det är experimentellt och termodynamiskt omöjligt att uppnå.

Det föreslogs 1859 av skotsk ingenjör William John MacQuorn Rankine (bottenbild), elva år efter William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publicerade sin skala av absolut temperatur baserat på grader Celsius, ° C.

Den absoluta noll på Kelvin-skalan har ett värde på -273,15 ° C. Resten av temperaturerna i denna skala erhålls genom att tillföra 273,15 till värdet av temperaturerna i grader Celsius (eller bättre känt som celsius).

Rankine-skalaen är relaterad till Fahrenheit-graderna. Därför uttrycks absolutvärdet för denna skala i grader Fahrenheit; Detta är -459.67 ºF. För att erhålla de andra temperaturerna är det således tillräckligt att tillsätta 459,67 till värdet av temperaturerna (° R = ° F + 459,67).

Rankine-kvaliteterna kom att användas i tekniska aktiviteter i USA och England. Men idag har dess användning nästan försvunnit.

index

  • 1 Rankine och andra temperaturskalor
    • 1,1 Celsius
    • 1.2 Fahrenheit
    • 1.3 Rankine
    • 1.4 Absolut noll
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Omvandling av Rankine-skalaens temperaturer
    • 3.1 Från Rankine till Celsius, Fahrenheit och Kelvin
    • 3,2 Celsius, Fahrenheit och Kelvin till Rankine.  
  • 4 Exempel på jämförelse av flera temperaturer med olika skalor
    • 4.1 Absolut noll
    • 4.2 Fryspunkt för saltlösning
    • 4.3 Frysningspunkt för vatten
    • 4.4 Trippelpunkt av vatten
    • 4.5 Kokpunkt för vatten
    • 4.6 Temperaturen i människokroppen
  • 5 referenser

Rankine och andra temperaturskalor

Celsius

Andrés Celsius publicerade sin skala i 1742 och noterade kokpunkten för vatten som 0 ° C och dess frysningstemperatur som 100 ° C. Men Jean-Pierre Christin (1743) och Carlos Linnaeus (1745) lade temperaturskalan i invers form, som det för närvarande är känt.

Fahrenheit

Fahrenheit-skalan föreslogs av Daniel Gabriel Fahrenheit år 1724. Skalan fastställer en temperatur på 32 ° F som fryspunkten för vatten och kokpunkten av vatten 212 ° F..

Fahrenheit noterade att en blandning av vatten, is och ett ammoniumsalt hade en temperatur av 0 ° F; medan en blandning av vatten och is hade temperaturen 32ºF.

Rankine

Rankine grader uttrycks vanligen också som ° R eller helt enkelt som R-enheter. För Kelvin grader kallas de i själva verket endast som Kelvin och skrivs K och inte ° K.

Dessutom rekommenderar National Institute of Standards and Technology att inte använda gradersymbolen när man använder Rankine-temperaturskalan i NIST-publikationer..

Värmeöverföringen genom strålning, förändringen av entropi, den termiska verkningsgraden av den karnotermotoriska motorn och värmepumpens prestandakoefficient kräver användningen av den absoluta temperaturen i Rankine-grader när den arbetar i American Engineering System.

I vissa US-teknikområden mäter de den termodynamiska temperaturen med hjälp av Rankine-temperaturskalan; Under hela den vetenskapliga världen mätes den termodynamiska temperaturen med Kelvin-skalan.

Även noteras att temperaturskalan Rankine används främst för dess förhållande Fahrenheit temperaturskala.

Absolut noll

Temperaturvågorna hos Kelvin och Rankine har absolut noll som utgångspunkt. Men vad är noll asolut?

Absolut noll är den lägsta temperaturen som eventuellt kan nås. Det sägs att systemets inre energi når sin lägsta nivå, saknar rörelsepartiklarna; alla dess vibrationer och förskjutningar skulle frysas.

Enligt termodynamikens tredje lag är absolut noll en otillgänglig gräns.

Temperaturen närmast absolut noll är 5 ∙ 10-10 K över absolut noll, erhållen i ett MIT-laboratorium 2003, genom kylning av en gas i ett magnetfält.

William John Macquorn Rankine

Vem var William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Han var en av pionjärerna i studiet av termodynamik. Han utvecklade en komplett teori om ångmotor och termiska motorer, såväl som termisk energi.

Född i Edinburgh utbildades Rankine vid universitetet i den staden. Han arbetade som civilingenjör och publicerade artiklar om ämnen av praktisk teknik, och sedan på molekylfysik, termodynamik och om.

År 1855 utsågs han till ordförande för ordföranden för civil- och maskinteknik vid University of Glasgow.

Han skrev mer än 150 vetenskapliga artiklar och manualer samt böcker för användningen av sina elever. Han valdes till Royal Society i 1853 och var den första presidenten för Institutionen för ingenjörer i Skottland.

Förutom sin enorma vetenskapliga och akademiska verksamhet var Rankine mycket förtjust i musik, både som en utövande och som en kompositör. Således komponerade han en sång som heter "The Three Foot Rule", där han försvarar den brittiska traditionen av sina åtgärder som hotas av invasionen av det centesimala systemet.

Omvandling av Rankine skala temperaturer

Från Rankine till Celsius, Fahrenheit och Kelvin

En Celsius

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Värdet 491,67 är lika med 459,67 (absolut noll Rankine) plus 32ºF (frysningstemperatur för vatten). Och 5/9 är en omvandlingsfaktor av grader Celsius till Rankine eller Fahrenheit grader; eftersom vid dessa temperaturvågar är 100 ºC lika med 180 ° R eller ºF.

En Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

Till Kelvin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Från Celsius, Fahrenheit och Kelvin till Rankine.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

Värdet 273.15 är absolut noll på Kelvin-temperaturskalan. Och 9/5 är en omvandlingsfaktor, eftersom 180ºF eller ºR är 100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Exempel på jämförelse av flera temperaturer med olika skalor

Absolut noll

-Kelvin 0 (per definition).

-Celsius -273.15 ºC.

-Fahrenheit -459.67 ºF.

-Rankine 0 ºR (per definition).

Frysningspunkt för saltlösning

(Nollpunkten i Fahrenheit-skalaen)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459.67 ºR.

Frysningspunkten för vatten

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459.67 ºR.

Trippelpunkt av vatten

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018 ºF.

-Rankine: 491,688 ºR.

Kokpunkt för vatten

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ºC.

-Fahrenheit: 211.97102 ºF.

-Rankine: 671.64102 ºR.

Temperaturen i människokroppen

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Rankine: 558 ºR.

referenser

  1. Wikipedia. (2019). Rankin klättra. Hämtad från: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (13 oktober 2010). Rankine. Återställd från: quimistorias.blogspot.com
  3. University of Glasgow. (N.D.). Macquorn Rankine. Hämtad från: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (26 april 2018). De fyra typerna av temperaturskalor. Sciencing. Hämtad från: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit till Rankine. Metriska omvandlingar. Hämtad från: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturvågar och deras uppfinnare. Philatelia Chimica et physica, vol 37, nr 2. Vår.