Vad är Rankine Scale? (Med exempel på omvandlingar)

1941
Philip Kelley

De rankskala Det är en absolut skala av termodynamisk temperatur där alla dess värden är positiva, eftersom de hänvisas till absolut noll; den lägsta teoretiska temperaturen som en kropp kan nå, men som experimentellt och termodynamiskt är omöjlig att uppnå.

Det föreslogs 1859 av den skotska ingenjören William John MacQuorn Rankine (nedersta bilden), elva år efter att William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publicerade sin absoluta temperaturskala som en funktion av grader Celsius, ° C.

William John MacQuorn Rankine. Källa: William Rankine [Public domain]

Absolut noll på kelvinskalan har ett värde av -273,15 ° C. Resten av temperaturerna på denna skala erhålls genom att lägga till 273,15 till värdet av temperaturerna i grader Celsius (eller bättre känd som celsius)..

Rankine-skalan är relaterad till grader Fahrenheit. Därför uttrycks det absoluta nollvärdet för denna skala i grader Fahrenheit; detta är -459,67ºF. För att erhålla de andra temperaturerna är det således tillräckligt att lägga till 459,67 till temperaturvärdet (° R = ° F + 459,67).

Rankine-examen kom att användas i ingenjörsverksamhet i USA och England. Men idag är dess användning praktiskt taget utdöd.

Artikelindex

  • 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 temperaturer i Rankine-skalan
    • 3.1 Från Rankine till Celsius, Fahrenheit och Kelvin
    • 3.2 Från Celsius, Fahrenheit och Kelvin till Rankine.  
  • 4 Exempel på jämförelse av olika temperaturer med olika skalor
    • 4.1 Absolut noll
    • 4.2 Köldbärars fryspunkt
    • 4.3 Fryspunkt för vatten
    • 4.4 Trippel punkt vatten
    • 4.5 Kokpunkt för vatten
    • 4.6 Människokroppstemperatur
  • 5 Referenser

Rankine och andra temperaturskalor

Celsius

Andrés Celsius publicerade sin skala 1742 och indikerade koktemperaturen för vatten som 0 ºC och dess frysningstemperatur som 100 ºC. Men Jean-Pierre Christin (1743) och Carlos Linneo (1745) placerade temperaturskalan i omvänd ordning, som den är känd idag.

Fahrenheit

Fahrenheit-skalan föreslogs av Daniel Gabriel Fahrenheit 1724. Vågen fastställer en temperatur på 32ºF som fryspunkten för vatten och vattenens kokpunkt är 212ºF..

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

Rankine

Rankine-grader uttrycks ofta också som ° R eller helt enkelt R.-enheter. För Kelvin-grader kallas de faktiskt ofta enbart Kelvin och skrivs K och inte ° K.

Till och med National Institute of Standards and Technology rekommenderar att man inte använder gradssymbolen när man använder Rankine-temperaturskalan i NIST-publikationer..

Strålningsvärmeöverföring, förändring av entropi, termisk verkningsgrad för Carnot-värmemotor och värmepumpskoefficient kräver användning av absolut temperatur i Rankine-grader när man arbetar på American Engineering System..

I vissa tekniska fält i USA mäter de termodynamisk temperatur med Rankine temperaturskala; Men i hela den vetenskapliga världen mäts termodynamisk temperatur med hjälp av Kelvin-skalan..

Det har till och med påpekats att Rankine-temperaturskalan används främst på grund av dess förhållande till Fahrenheit-temperaturskalan..

Absolut noll

Temperaturvågarna Kelvin och Rankine har absolut noll som utgångspunkt. Men vad är smygande noll?

Absolut noll är den lägsta temperaturen som möjligen kan uppnås. Det sägs att systemets inre energi når sin lägsta nivå och saknar rörelsepartiklar. alla dess vibrationer och förskjutningar skulle frysas.

Enligt termodynamikens tredje lag är absolut noll en ouppnåelig 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. Utvecklade en komplett teori om ångmotorn och värmemotorerna, liksom om termisk energi.

Född i Edinburgh utbildades Rankine vid Edinburgh University. Han arbetade som civilingenjör och publicerade artiklar om praktiska ämnen och senare om molekylär fysik samt om termodynamik..

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

Han skrev mer än 150 vetenskapliga artiklar och handböcker samt böcker för sina studerandes användning. Han valdes till Royal Society 1853 och var den första presidenten för Scottish Institution of Engineers..

Förutom sin enorma vetenskapliga och akademiska aktivitet var Rankine mycket förtjust i musik, både som artist och som 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 temperaturer i Rankine-skalan

Från Rankine till Celsius, Fahrenheit och Kelvin

Till Celsius

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Värdet 491,67 är lika med 459,67 (Rankines absoluta noll) plus 32 ºF (frysningstemperatur för vatten). Och 5/9 är en omvandlingsfaktor från grader Celsius till grader Rankine eller Fahrenheit; eftersom i dessa temperaturskalor motsvarar 100 ºC 180 ° R eller ºF.

Till 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 180 ºF eller ºR motsvarar 100 ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Exempel på jämförelse av olika temperaturer med olika skalor

Absolut noll

-Kelvin 0 (per definition).

-Celsius -273,15 ºC.

-Fahrenheit -459,67 ºF.

-Rankine 0 ºR (per definition).

Saltlösning fryspunkt

(Nollpunkt för Fahrenheit-skalan)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0 ° F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Fryspunkt för vatten

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32 ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Trippel punkt vatten

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018ºF.

-Rankine: 491.688 ºR.

Kokpunkt för vatten

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ºC.

-Fahrenheit: 211.97102ºF.

-Rankine: 671.64102 ºR.

Människokroppstemperatur

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 ° F.

-Rankine: 558 ºR.

Referenser

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

Ingen har kommenterat den här artikeln än.