Mis on Rankine'i skaala? (Konversiooninäidetega)



The Rankine skaala see on termodünaamilise temperatuuri absoluutne skaala, milles kõik selle väärtused on positiivsed, kuna neile viidatakse absoluutsele nullile; madalaim teoreetiline temperatuur, mida keha võib jõuda, kuid mida on eksperimentaalselt ja termodünaamiliselt võimatu saavutada.

Seda tegi 1859. aastal Scottish insener William John MacQuorn Rankine (alumine pilt), 11 aastat pärast William Thomsoni (Lord Kelvin, 1848) avaldamist absoluutse temperatuuri skaalal Celsiuse kraadide järgi, ° C.

Absoluutne null Kelvini skaalal on väärtusega -273,15 ° C. Ülejäänud selle skaala temperatuurid saadakse, lisades 273,15 temperatuurile Celsiuse kraadides (või paremini tuntud kui Celsius)..

Rankine skaala on seotud Fahrenheiti klassidega. Seetõttu on selle skaala absoluutne nullväärtus väljendatud Fahrenheiti kraadides; See on -459,67 ° F. Seega on teiste temperatuuride saamiseks piisav temperatuuride lisamiseks 459,67 ° C (° R = ° F + 459,67).

Rankine'i klassid tulid kasutusele inseneritegevuses Ameerika Ühendriikides ja Inglismaal. Tänapäeval on selle kasutamine praktiliselt kadunud.

Indeks

  • 1 Rankine ja muud temperatuuri kaalud
    • 1,1 Celsiust
    • 1.2 Fahrenheit
    • 1.3 Rankine
    • 1.4 Absoluutne null
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Rankine skaala temperatuuride muundamine
    • 3.1 Rankinist Celsiuse, Fahrenheiti ja Kelvini suunas
    • 3,2 Celsiuse, Fahrenheiti ja Kelvini kuni Rankini.  
  • 4 Näited erinevate temperatuuride võrdlemise kohta erinevate skaaladega
    • 4.1 Absoluutne null
    • 4.2 Soolvee külmutamine
    • 4.3 Vee külmumispunkt
    • 4.4 Kolmekordne veepunkt
    • 4.5 Vee keemistemperatuur
    • 4.6 Inimese keha temperatuur
  • 5 Viited

Rankine ja muud temperatuuri kaalud

Celsius

Andrés Celsius avaldas oma skaala 1742. aastal, märkides vee keemistemperatuuri 0 ° C ja selle külmumistemperatuuri 100 ° C. Kuid Jean-Pierre Christin (1743) ja Carlos Linnaeus (1745) paigutasid temperatuuri skaala vastupidises vormis, nagu see on praegu teada.

Fahrenheit

Fahrenheiti skaala tegi Daniel Gabriel Fahrenheit 1724. aastal. Skaala kehtestab temperatuuri 32 ° F kui vee külmumispunkti ja vee keemistemperatuuri 212 ° F..

Fahrenheit märkis, et vee, jää ja ammooniumsoola segu temperatuur oli 0 ° F; vee ja jää segu korral oli selle temperatuur 32 ° F.

Rankine

Rankine kraadi väljendatakse tavaliselt ka kui ° R või lihtsalt R ühikutena, kuid Kelvini kraadi puhul nimetatakse neid tavaliselt ainult Kelviniks ja need on kirjutatud K ja mitte ° K.

Lisaks soovitab Riiklik Standardite ja Tehnoloogia Instituut mitte kasutada kraadi sümbolit, kui kasutatakse Rankine'i temperatuuri skaalat NISTi väljaannetes..

Soojusülekanne kiirguse, entroopia muutumise, Carnot'i termomootori soojusliku kasuteguriga ja soojuspumba toimivuskoefitsient nõuavad absoluutset temperatuuri kasutamist Rankine'i kraadides, töötades American Engineering Systemis.

Mõnes USA tehnikavaldkonnas mõõdetakse termodünaamilist temperatuuri Rankine temperatuuri skaala abil; siiski mõõdetakse kogu teadusmaailmas termodünaamilist temperatuuri Kelvini skaalal.

Kaasa arvatud, on näidatud, et Rankine'i temperatuuri skaalat kasutatakse põhimõtteliselt selle seose tõttu Fahrenheiti temperatuuri skaalaga.

Absoluutne null

Kelvini ja Rankine temperatuuri skaaladel on lähtepunktiks absoluutne null. Aga mis on null asoluut?

Absoluutne null on madalaim temperatuur, mida võib saavutada. On öeldud, et süsteemi sisemine energia jõuab oma madalaima taseme, millel puuduvad liikumise osakesed; kõik selle vibratsioonid ja nihked oleksid külmutatud.

Vastavalt termodünaamika kolmandale seadusele on absoluutne null kättesaamatu piir.

Absoluutsele nullile kõige lähemal olev temperatuur on 5 ∙ 10-10 K on absoluutne null, mis saadi MIT-laboris 2003. aastal, jahutades gaasi magnetväljas.

William John Macquorn Rankine

Kes oli William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Ta oli termodünaamika uurimise üks teerajajaid. Ta töötas välja täieliku teooria aurumootorite ja soojusmootorite ning soojusenergia kohta.

Sündinud Edinburghis, Rankine oli haritud selle linna ülikoolis. Ta töötas insenerina ja avaldas artikleid praktilise inseneriteaduse teemadel, seejärel molekulaarfüüsikal, samuti termodünaamikast.

1855. aastal nimetati ta Glasgow Ülikooli tsiviil- ja masinaehituse õppetooli juhatajaks.

Ta kirjutas rohkem kui 150 teadusartiklit ja käsiraamatut, samuti raamatuid oma õpilaste kasutamiseks. Ta valiti Royal Society 1853 ja oli esimene Šotimaa inseneride instituudi president.

Lisaks tohutule teaduslikule ja akadeemilisele tegevusele armastas Rankine muusikat nii esinejana kui ka heliloojana. Seega koostas ta laulu nimega "Kolme suu reegel", kus ta kaitseb Briti traditsioone oma meetmetest, mida ähvardab sissetungimine tsentraalses süsteemis.

Rankine skaala temperatuuride muutmine

Rankinist Celsiuse, Fahrenheiti ja Kelvini suunas

Celsius

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Väärtus 491,67 on võrdne 459,67 (Rankine absoluutne null) pluss 32ºF (vee külmumistemperatuur). Ja 5/9 on Celsiuse kraadi ja Rankine'i või Fahrenheiti kraadi konversioonitegur; kuna nendel temperatuuriklassidel on 100 ° C 180 ° R või ºF.

Fahrenheit

[° F] = [° R] - 459,67

Kelvinile

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Celsiust, Fahrenheiti ja Kelvinist Rankineni.  

-[ºR] = ([° C] + 273,15) ∙ 9/5

Väärtus 273,15 on absoluutne null Kelvini temperatuuri skaalal. Ja 9/5 on teisendustegur, kuna 180ºF või ºR on 100ºC.

-[° R] = [° F] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Näited erinevate temperatuuride võrdlemise kohta erinevate skaaladega

Absoluutne null

-Kelvin 0 (määratluse järgi).

-Celsius -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67 ° F.

-Rankine 0 ° R (määratluse järgi).

Soolvee külmutamine

(Fahrenheiti skaala nullpunkt)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ° R.

Vee külmumispunkt

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ° C.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ° R.

Kolmekordne veepunkt

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32,018 ° F.

-Rankine: 491,688 ° R.

Vee keemistemperatuur

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211,97102 ° F.

-Rankine: 671,64102 ° R.

Inimkeha temperatuur

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C.

-Fahrenheit: 98 ° F.

-Rankine: 558 ° R.

Viited

  1. Wikipedia. (2019). Rankin ronib. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (13. oktoober 2010). Rankine. Taastatud: quimistorias.blogspot.com
  3. Glasgow ülikool. (s.f.). Macquorn Rankine. Välja otsitud andmebaasist: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (26. aprill 2018). Nelja temperatuuri kaalutüüpi. Science. Välja otsitud andmebaasist: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit Rankinesse. Metrilised konversioonid. Välja otsitud andmebaasist: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperatuuri kaalud ja nende leiutajad. Philatelia Chimica et physica, vol 37, nr 2. Kevad.