Što je Rankine skala? (S primjerima pretvorbe)



Rankineova skala to je apsolutna skala termodinamičke temperature u kojoj su sve njene vrijednosti pozitivne, budući da se odnose na apsolutnu nulu; najniža teoretska temperatura koju tijelo može doseći, ali je to eksperimentalno i termodinamički nemoguće postići.

Predložio ju je 1859. škotski inženjer William John MacQuorn Rankine (donja slika), jedanaest godina nakon što je William Thomson (Lord Kelvin, 1848) objavio svoju skalu apsolutne temperature na temelju stupnjeva Celzija, ° C.

Apsolutna nula na Kelvinovoj skali ima vrijednost od -273,15 ° C. Ostale temperature ove ljestvice dobivene su dodavanjem 273,15 vrijednosti temperature u stupnjevima Celzijusa (ili bolje poznate kao Celzija)..

Rankinova skala odnosi se na Fahrenheitove ocjene. Stoga je apsolutna nulta vrijednost za ovu skalu izražena u stupnjevima Farenhajta; Ovo je -459,67 ºF. Dakle, za dobivanje drugih temperatura dovoljno je dodati 459,67 vrijednosti temperature (° R = ° F + 459,67).

Rankinove ocjene su se koristile u inženjerskim aktivnostima u Sjedinjenim Državama i Engleskoj. Međutim, danas je njezina uporaba praktički nestala.

indeks

  • 1 Rankin i druge temperaturne skale
    • 1,1 Celzija
    • 1.2 Fahrenheit
    • 1.3 Rankine
    • 1.4 Apsolutna nula
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Pretvorba Rankineove temperature skale
    • 3.1 Od Rankina do Celzija, Fahrenheita i Kelvina
    • 3,2 Celzijusa, Fahrenheita i Kelvina do Rankina.  
  • 4 Primjeri usporedbe nekoliko temperatura s različitim skalama
    • 4.1 Apsolutna nula
    • 4.2 Točka zamrzavanja slane otopine
    • 4.3 Točka smrzavanja vode
    • 4.4 Trostruka točka vode
    • 4.5 Vrelište vode
    • 4.6 Temperatura ljudskog tijela
  • 5 Reference

Rankinove i druge temperaturne skale

Celzijus

Andrés Celsius objavio je svoju ljestvicu 1742. godine, bilježeći temperaturu ključanja vode od 0ºC, a temperaturu smrzavanja 100ºC. No, Jean-Pierre Christin (1743.) i Carlos Linnaeus (1745.) postavili su temperaturnu skalu u obrnutom obliku, kao što je trenutno poznato..

Farenhajt

Fahrenheitsku ljestvicu predložio je Daniel Gabriel Fahrenheit 1724. godine. Skala uspostavlja temperaturu od 32 ° F kao točku smrzavanja vode i temperaturu ključanja vode od 212 ° F..

Fahrenheit je primijetio da mješavina vode, leda i amonijeve soli ima temperaturu od 0 ° F; dok je mješavina vode i leda imala temperaturu od 32 ° F.

Rankine

Rankinovi stupnjevi se također obično izražavaju kao ° R ili jednostavno kao R jedinice, međutim, za Kelvinove stupnjeve, oni se obično nazivaju samo Kelvinom, a pišu se K, a ne ° K..

Osim toga, Nacionalni institut za standarde i tehnologiju preporučuje da se ne koristi simbol stupnja kada se koristi Rankinova temperaturna skala u publikacijama NIST-a..

Prijenos topline zračenjem, promjena entropije, toplinska učinkovitost toplinskog motora Carnot i koeficijent učinkovitosti toplinske pumpe zahtijevaju korištenje apsolutne temperature u Rankineovim stupnjevima pri radu u američkom inženjerskom sustavu..

U nekim američkim inženjerskim područjima mjere termodinamičku temperaturu pomoću Rankinove temperaturne skale; međutim, u cijelom se znanstvenom svijetu termodinamička temperatura mjeri pomoću Kelvinove skale.

Inkluzivno, naznačeno je da se Rankinova temperaturna ljestvica koristi temeljno zbog njezine povezanosti s Fahrenheitovom temperaturnom skalom..

Apsolutna nula

Temperaturne skale Kelvina i Rankina imaju apsolutnu nulu kao polaznu točku. Ali ono što je nula asolutno?

Apsolutna nula je najniža temperatura koju je moguće postići. Rečeno je da unutarnja energija sustava doseže svoju najnižu razinu, bez čestica pokreta; sve njegove vibracije i pomaci bi bili zamrznuti.

Prema trećem zakonu termodinamike, apsolutna nula je nedostižna granica.

Temperatura koja je najbliža apsolutnoj nuli je 5. 10-10 K iznad apsolutne nule, dobivene u laboratoriju MIT-a 2003., hlađenjem plina u magnetskom polju.

William John Macquorn Rankine

Tko je bio William John Macquorn Rankine (1820.-1872.)? Bio je jedan od pionira proučavanja termodinamike. Razvio je cjelovitu teoriju o parnom stroju i toplinskim motorima, kao io toplinskoj energiji.

Rođen u Edinburghu, Rankine se školovao na Sveučilištu tog grada. Radio je kao inženjer građevinarstva i objavljivao članke na temu praktičnog inženjerstva, a zatim na molekularnoj fizici, kao i na termodinamici..

Godine 1855. imenovan je za predsjednika Katedre za građanski i strojarski fakultet Sveučilišta u Glasgowu.

Napisao je više od 150 znanstvenih članaka i priručnika, kao i knjige za svoje učenike. Bio je izabran u Kraljevsko društvo 1853. godine i bio je prvi predsjednik Institucije inženjera Škotske.

Pored svoje goleme znanstvene i akademske aktivnosti, Rankine je jako volio glazbu, i kao izvođač i kao skladatelj. Tako je napisao pjesmu pod nazivom "Pravilo tri stopala", gdje brani britansku tradiciju svojih mjera kojima prijeti invazija na centesimalni sustav..

Pretvorba Rankineove temperature

Od Rankina do Celzija, Fahrenheita i Kelvina

Celzijus

[ºC] = ([ºR] - 491,67) / 5/9

Vrijednost 491,67 jednaka je 459,67 (apsolutna nula Rankina) plus 32 ° F (temperatura smrzavanja vode). A 5/9 je faktor konverzije stupnjeva Celzijusa u Rankin ili Fahrenheit stupnjeva; budući da je pri tim temperaturnim skalama 100 ° C jednako 180 ° R ili ° F.

Fahrenheit

[° F] = [° R] - 459,67

Za Kelvina

[K] = [ºR] / 5/9

Od Celsiusa, Fahrenheita i Kelvina do Rankina.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) /5 9/5

Vrijednost 273,15 je apsolutna nula na Kelvinovoj temperaturnoj skali. I 9/5 je faktor konverzije, budući da je 180ºF ili ºR jednako 100ºC.

-[° C] = [° F] + 459,67

-[ºR] = [K] /5 9/5

Primjeri usporedbe nekoliko temperatura s različitim skalama

Apsolutna nula

-Kelvin 0 (po definiciji).

-Celzijus -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67 ºF.

-Rankine 0 ºR (po definiciji).

Točka smrzavanja slane vode

(Nulta točka Fahrenheitove skale)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celzija: -17.78 ºC.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankin: 459,67 ºR.

Točka smrzavanja vode

-Kelvin: 273,15 K.

-Celzij: 0 ° C.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankin: 459,67 ºR.

Trostruka točka vode

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0.01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018 ºF.

-Rankin: 491,688 ºR.

Vrelište vode

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99.9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ºF.

-Rankin: 671,64102 ºR.

Temperatura ljudskog tijela

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Rankin: 558 ºR.

reference

  1. Wikipedia. (2019). Rankin se uspinje. Preuzeto s: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (13. listopada 2010.) Rankine. Oporavljen od: quimistorias.blogspot.com
  3. Sveučilište u Glasgowu. (N. D.). Macquorn Rankine. Preuzeto s: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (26. travnja 2018.) Četiri vrste temperaturnih ljestvica. Sciencing. Preuzeto s: sciencing.com
  5. Wight Hat doo (2018.). Fahrenheit za Rankine. Pretvorbe u metričkim vrijednostima. Preuzeto s: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturne skale i njihovi izumitelji. Philatelia Chimica et physica, vol. 37, br. 2. Proljeće.