Mikä on Rankine Scale? (Muunnosesimerkkien avulla)



Rankine-asteikko se on termodynaamisen lämpötilan absoluuttinen asteikko, jossa kaikki sen arvot ovat positiivisia, koska niihin viitataan absoluuttiseen nollaan; alhaisin teoreettinen lämpötila, jonka keho voi saavuttaa, mutta että kokeellisesti ja termodynaamisesti on mahdotonta saavuttaa.

Skotlannin insinööri William John MacQuorn Rankine ehdotti sitä vuonna 1859 (pohjakuva), yksitoista vuotta sen jälkeen, kun William Thomson (Lord Kelvin, 1848) julkaisi asteikonsa absoluuttisen lämpötilan asteittain, ° C.

Kelvin-asteikon absoluuttinen nolla on -273,15 ° C. Loput tämän asteikon lämpötilat saadaan lisäämällä 273,15 lämpötiloissa Celsius-asteina (tai tunnetaan paremmin nimellä celsius).

Rankine-asteikko liittyy Fahrenheitin luokkiin. Siksi tämän asteikon absoluuttinen nolla-arvo ilmaistaan ​​Fahrenheit-asteina; Tämä on -459,67 ºF. Näin ollen muiden lämpötilojen saamiseksi riittää, että lämpötilojen arvoon (° R = ° F + 459,67) lisätään 459,67.

Rankine-luokitukset tulivat käytettäviksi insinööritoiminnassa Yhdysvalloissa ja Englannissa. Nykyään sen käyttö on kuitenkin käytännössä kadonnut.

indeksi

  • 1 Rankine ja muut lämpötila-asteikot
    • 1,1 celsiusta
    • 1.2 Fahrenheit
    • 1.3 Rankine
    • 1.4 Absoluuttinen nolla
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Rankine-asteikon lämpötilojen muuntaminen
    • 3.1 Rankineesta Celsiukseen, Fahrenheitiin ja Kelviiniin
    • 3.2 Celsius, Fahrenheit ja Kelvin Rankinelle.  
  • 4 Esimerkkejä useiden eri lämpötilojen vertailusta eri asteikolla
    • 4.1 Absoluuttinen nolla
    • 4.2 Liuoksen jäätymispiste
    • 4.3 Veden jäätymispiste
    • 4.4 Veden kolmipiste
    • 4.5 Veden kiehumispiste
    • 4.6 Ihmisen kehon lämpötila
  • 5 Viitteet

Rankine ja muut lämpötila-asteikot

celsius

Andrés Celsius julkaisi asteikonsa vuonna 1742 ja huomasi veden kiehumislämpötilan 0 ° C: ssa ja sen jäätymislämpötilan 100 ° C: ssa. Mutta Jean-Pierre Christin (1743) ja Carlos Linnaeus (1745) asettivat lämpötila-asteikon käänteiseen muotoon, kuten se on tällä hetkellä tiedossa.

Fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit ehdotti Fahrenheit-asteikkoa vuonna 1724. Mittakaavassa lämpötila on 32 ° F veden jäätymispisteeksi ja veden kiehumislämpötila 212 ° F..

Fahrenheit totesi, että veden, jään ja ammoniumsuolan seoksen lämpötila oli 0 ° F; veden ja jään seoksen lämpötila oli 32ºF.

Rankinen

Rankine-astetta ilmaistaan ​​myös yleensä ° R: na tai yksinkertaisesti R-yksiköinä, mutta Kelvin-asteissa niitä kutsutaan yleensä vain Kelviniksi, ja ne on kirjoitettu K: ksi eikä ° K: ksi.

Lisäksi Kansallinen standardointi- ja teknologiainstituutti suosittelee, että ei käytetä tutkintasymbolia, kun käytetään Rankinen lämpötila-astetta NIST-julkaisuissa..

Säteilyn lämmönsiirto, entropian muutos, Carnotin lämpömoottorin lämpötehokkuus ja lämpöpumpun tehokkuuskerroin edellyttävät absoluuttisen lämpötilan käyttöä Rankine-asteissa työskennellessään American Engineering Systemissä.

Joissakin Yhdysvaltain tekniikan kentissä ne mittaavat termodynaamista lämpötilaa Rankine-lämpötila-asteikolla; Kuitenkin koko tieteellisessä maailmassa termodynaaminen lämpötila mitataan Kelvin-asteikolla.

Sisältää, että on osoitettu, että Rankine-lämpötila-asteikolla käytetään perusteellisesti sen suhdetta Fahrenheitin lämpötila-asteikkoon.

Absoluuttinen nolla

Kelvinin ja Rankinen lämpötila-asteikolla on lähtökohtana absoluuttinen nolla. Mutta mikä on nolla asoluutti?

Absoluuttinen nolla on alin lämpötila, joka voidaan saavuttaa. Sanotaan, että järjestelmän sisäinen energia saavuttaa alimman tasonsa, ilman liikkeen hiukkasia; kaikki sen värähtelyt ja siirtymät jäädytetään.

Termodynamiikan kolmannen lain mukaan absoluuttinen nolla on saavuttamaton raja.

Lämpötila, joka on lähinnä absoluuttista nollaa, on 5 ∙ 10-10 K on absoluuttisen nollaa korkeampi, saatu MIT-laboratoriossa vuonna 2003 jäähdyttämällä kaasu magneettikentässä.

William John Macquorn Rankine

Kuka oli William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Hän oli yksi edelläkävijöistä termodynamiikan tutkimuksessa. Hän kehitti täydellisen teorian höyrykoneista ja lämpömoottoreista sekä lämpöenergiasta.

Rankine syntyi Edinburghissa, ja hänet koulutettiin kyseisen kaupungin yliopistossa. Hän työskenteli insinöörinä ja julkaisi artikkeleita käytännön suunnittelusta ja sitten molekyylifysiikasta sekä termodynamiikasta..

Vuonna 1855 hänet nimitettiin Glasgowin yliopiston siviili- ja konetekniikan puheenjohtajaksi.

Hän kirjoitti yli 150 tieteellistä artikkelia ja käsikirjoja sekä kirjoja oppilaidensa käyttöön. Hänet valittiin Royal Society vuonna 1853 ja oli ensimmäinen Skotlannin insinöörien instituutin puheenjohtaja.

Sen valtavan tieteellisen ja akateemisen toiminnan lisäksi Rankine oli hyvin kiinnostunut musiikista sekä esiintyjänä että säveltäjänä. Niinpä hän sävelsi kappaleen nimeltä "The Three Foot Rule", jossa hän puolustaa brittiläisiä perinteitä, joita uhkaa Centesimal-järjestelmän hyökkäys.

Rankine-asteikon lämpötilojen muuntaminen

Rankineesta Celsiukseen, Fahrenheitiin ja Kelviiniin

Celsius

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Arvo 491,67 on 459,67 (Rankinen absoluuttinen nolla) plus 32ºF (veden jäätymislämpötila). Ja 5/9 on Celsius-asteen ja Rankinin tai Fahrenheitin asteiden muuntokerroin; koska näissä lämpötila-asteikoissa 100 ºC on 180 ° R tai ºF.

Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

Kelviniin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Celsiuksesta, Fahrenheitista ja Kelvinistä Rankineen.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

Arvo 273,15 on absoluuttinen nolla Kelvinin lämpötila-asteikolla. Ja 9/5 on muuntokerroin, koska 180ºF tai ºR on 100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Esimerkkejä useiden eri lämpötilojen vertailusta eri asteikolla

Absoluuttinen nolla

-Kelvin 0 (määritelmän mukaan).

-Celsius -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67 ºF.

-Rankine 0 ºR (määritelmän mukaan).

Suolaveden jäätymispiste

(Fahrenheit-asteikon nollapiste)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Veden jäätymispiste

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Kolmen pisteen vesi

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018 ° F.

-Rankine: 491,688 ° R.

Veden kiehumispiste

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211,97102 ° F.

-Rankine: 671,64102 ° R.

Ihmisen kehon lämpötila

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C.

-Fahrenheit: 98 ° F.

-Rankine: 558 ºR.

viittaukset

  1. Wikipedia. (2019). Rankin kiivetä. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (13. lokakuuta 2010). Rankinen. Palautettu osoitteesta: quimistorias.blogspot.com
  3. Glasgow'n yliopisto. (N.D.). Macquorn Rankine. Haettu osoitteesta universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (26. huhtikuuta 2018). Neljä lämpötila-asteikkoa. Sciencing. Haettu osoitteesta: sciencing.com
  5. Wight Hat Oy (2018). Fahrenheit ja Rankine. Metriset muunnokset. Haettu osoitteesta: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Lämpötila-asteikot ja niiden keksijät. Philatelia Chimica et physica, osa 37, nro 2. Kevät.