Kas yra Rankine skalė? (Su konversijos pavyzdžiais)



The Rankine skalė tai yra absoliutaus termodinaminės temperatūros skalė, kurioje visos jos vertės yra teigiamos, nes jos vadinamos absoliučiu nuliu; mažiausia teorinė temperatūra, kurią kūnas gali pasiekti, tačiau eksperimentiškai ir termodinamiškai neįmanoma pasiekti.

1859 m. Jį pasiūlė Škotijos inžinierius William John MacQuorn Rankine (apatinis vaizdas), vienuolika metų po to, kai Williamas Thomsonas (Lordas Kelvinas, 1848 m.) Paskelbė absoliutinės temperatūros skalę pagal Celsijaus laipsnius, ° C.

Absoliutus nulinis dydis Kelvino skalėje yra -273,15 ° C. Likusi šios skalės temperatūra gaunama pridėjus 273,15 temperatūrų Celsijaus laipsniais (arba geriau žinomas kaip Celsijaus) vertei.

Rankine skalė susijusi su Fahrenheito klasėmis. Todėl absoliuti nulinė šios skalės vertė yra išreikšta Fahrenheito laipsniais; Tai yra -459,67 ° F. Taigi, norint gauti kitas temperatūras, pakanka pridėti 459,67 temperatūrų vertę (° R = ° F + 459,67).

Rankine rūšys buvo naudojamos inžinerinėje veikloje Jungtinėse Valstijose ir Anglijoje. Tačiau šiandien jos naudojimas iš esmės išnyko.

Indeksas

  • 1 Rankine ir kitos temperatūros skalės
    • 1,1 Celsijaus
    • 1.2 Fahrenheitas
    • 1.3 Rankine
    • 1.4 Absoliutus nulis
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Rankine skalės temperatūros keitimas
    • 3.1 Nuo Rankino iki Celsijaus, Farenheito ir Kelvino
    • 3,2 Celsijaus, Farenheito ir Kelvino iki Rankino.  
  • 4 Kelių temperatūrų palyginimo su skirtingomis skalėmis pavyzdžiai
    • 4.1 Absoliutus nulis
    • 4.2 Sūrymo užšalimo temperatūra
    • 4.3 Vandens užšalimo taškas
    • 4.4 Trigubas vandens taškas
    • 4.5 Vandens virimo temperatūra
    • 4.6 Žmogaus kūno temperatūra
  • 5 Nuorodos

Rankine ir kitos temperatūros skalės

Celsijaus

Andrés Celsius savo skalę paskelbė 1742 m., Pažymėdamas, kad vandens virimo temperatūra yra 0ºC, o jo užšalimo temperatūra - 100 ° C. Bet Jean-Pierre Christin (1743) ir Carlos Linnaeus (1745), temperatūros skalę įdėjo atvirkštine forma, kaip šiuo metu žinoma.

Fahrenheitas

Fahrenheito skalę 1724 m. Pasiūlė Danielius Gabrielis Fahrenheitas. Skalė nustato 32 ° F temperatūrą kaip vandens užšalimo temperatūrą ir vandens virimo temperatūrą 212 ° F..

Fahrenheit pažymėjo, kad vandens, ledo ir amonio druskos mišinio temperatūra buvo 0 ° F; vandens ir ledo mišinio temperatūra buvo 32ºF.

Rankine

Rankino laipsniai taip pat paprastai išreiškiami kaip ° R arba tiesiog kaip R vienetai, tačiau Kelvino laipsniais jie paprastai vadinami tik Kelvinu, ir yra parašyti K, o ne K.

Be to, Nacionalinis standartų ir technologijų institutas rekomenduoja nenaudoti laipsnio simbolio, kai NIST leidiniuose naudojama Rankine temperatūros skalė..

Šilumos perdavimui spinduliuotėje, entropijos pasikeitimu, šiluminio Carnot šiluminio variklio šiluminiu efektyvumu ir šilumos siurblio našumo koeficientu dirbant Amerikos inžinerinėje sistemoje reikia taikyti absoliučią temperatūrą Rankine laipsniuose..

Kai kuriuose JAV inžinerijos laukuose jie matuoja termodinaminę temperatūrą, naudodami Rankine temperatūros skalę; tačiau visame mokslo pasaulyje termodinaminė temperatūra matuojama Kelvino skalėje.

Be to, buvo nurodyta, kad Rankine temperatūros skalė yra iš esmės naudojama dėl jos santykio su Fahrenheito temperatūros skale.

Absoliutus nulis

Kelvino ir Rankino temperatūros skalės yra absoliučios nulinės vertės. Bet kas yra nulinis asolute?

Absoliutus nulis yra žemiausia temperatūra, kurią galima pasiekti. Sakoma, kad sistemos vidinė energija pasiekia žemiausią lygį, neturėdama judesio dalelių; visi jo vibracijos ir poslinkiai būtų užšaldyti.

Pagal trečiąjį termodinamikos įstatymą absoliutus nulis yra nepasiekiama riba.

Temperatūra, artimiausia absoliučiam nuliui, yra 5 ∙ 10-10 K virš absoliučios nulio, gauto MIT laboratorijoje 2003 m., Aušinant dujas magnetiniame lauke.

William John Macquorn Rankine

Kas buvo William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Jis buvo vienas iš termodinamikos tyrinėtojų. Jis sukūrė išsamią teoriją apie garo variklius ir šiluminius variklius, taip pat šiluminę energiją.

Gimęs Edinburge, Rankine buvo išsilavinę to miesto universitete. Dirbo inžinieriumi ir paskelbė straipsnius praktinės inžinerijos tema, o vėliau - molekulinę fiziką, taip pat apie termodinamiką..

1855 m. Buvo paskirtas Glazgo universiteto Civilinės ir mechaninės inžinerijos katedros pirmininku.

Jis parašė daugiau nei 150 mokslinių straipsnių ir vadovų, taip pat knygų, skirtų naudoti savo studentams. Jis buvo išrinktas į Karališkąją draugiją 1853 m. Ir buvo pirmasis Škotijos inžinierių instituto prezidentas.

Be didžiulės mokslinės ir akademinės veiklos, Rankinas labai mėgavosi muzika tiek kaip atlikėjas, tiek kompozitorius. Taigi, jis sudarė dainą, pavadintą „The Three Foot Rule“, kurioje jis gina britų tradicijas, kurias kelia grėsmė šimtmečio sistemos invazija.

Rankine skalės temperatūros konversija

Nuo Rankine iki Celsijaus, Farenheito ir Kelvino

Celsijaus

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Vertė 491,67 yra lygi 459,67 (absoliutus nulinis Rankine) plius 32ºF (vandens užšalimo temperatūra). Ir 5/9 yra laipsnių Celsijaus laipsnių ir Rankino arba Fahrenheito laipsnių perskaičiavimo koeficientas; kadangi šiose temperatūros skalėse 100 ° C yra 180 ° R arba ºF.

Fahrenheitas

[ºF] = [° R] - 459,67

Į Kelviną

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Nuo Celsijaus, Fahrenheito ir Kelvino iki Rankino.  

-[ºR] = ([° C] + 273,15) ∙ 9/5

Vertė 273,15 yra absoliutus nulis ties Kelvino temperatūros skale. 9/5 yra konversijos koeficientas, nes 180ºF arba ºR yra lygus 100ºC.

-[° R] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Kelių temperatūrų skirtingų skalių palyginimo pavyzdžiai

Absoliutus nulis

-Kelvino 0 (pagal apibrėžimą).

-Celsijaus –273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67 ° F.

-Rankine 0 ºR (pagal apibrėžimą).

Sūrymo užšalimo temperatūra

(Nulinis taškas Fahrenheito skalėje)

-Kelvinas: 255,37 K.

-Celsijaus: -17,78 ° C.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ° R.

Vandens užšalimo taškas

-Kelvinas: 273,15 K.

-Celsijaus: 0 ° C.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ° R.

Trivietis vandens taškas

-Kelvinas: 273,16 K.

-Celsijaus: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018 ° F.

-Rankine: 491,688 ° R.

Vandens virimo temperatūra

-Kelvinas: 373,1339 K.

-Celsijaus: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211,97102 ° F.

-Rankine: 671,64102 ° R.

Žmogaus kūno temperatūra

-Kelvinas: 310 K.

-Celsijaus: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 ° F.

-Rankine: 558 ° R.

Nuorodos

  1. Vikipedija. (2019). Rankin pakyla. Gauta iš: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (2010 m. Spalio 13 d.). Rankine. Susigrąžinta iš: quimistorias.blogspot.com
  3. Glazgo universitetas. (s.f.). Macquorn Rankine. Gauta iš: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (2018 m. Balandžio 26 d.). Keturios temperatūros skalių rūšys. Moksliniai tyrimai. Gauta iš: sciencing.com
  5. UAB „Wight Hat“ (2018). Fahrenheit į Rankine. Metriniai konversijos. Gauta iš: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperatūros skalės ir jų išradėjai. Philatelia Chimica et physica, 37, Nr. 2. Pavasaris.