HVA ER RANKINE SKALAEN? (MED EKSEMPLER PÅ KONVERTERINGER) - KJEMI - 2024

Den Rankine er en absolutt skala fra termodynamisk temperatur hvor alle verdiene er positive, ettersom de er referert til absolutt null; den laveste teoretiske temperaturen som et legeme kan nå, men som eksperimentelt og termodynamisk er umulig å oppnå.

Det ble foreslått i 1859 av den skotske ingeniøren William John MacQuorn Rankine (nederste bilde), elleve år etter at William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publiserte sin absolutte temperaturskala som en funksjon av grader Celsius, ° C.

William John MacQuorn Rankine. Kilde: William Rankine

Absolutt null på kelvin-skalaen har en verdi på -273,15 ° C. Resten av temperaturene på denne skalaen oppnås ved å tilsette 273,15 til verdien av temperaturene i grader Celsius (eller bedre kjent som celsius).

Rankine-skalaen er relatert til grader Fahrenheit. Derfor er den absolutte nullverdien for denne skalaen uttrykt i grader Fahrenheit; dette er -459,67ºF. For å oppnå de andre temperaturene er det nok å tilsette 459,67 til verdien av temperaturen (° R = ° F + 459,67).

Rankine grader kom til å bli brukt i ingeniørvirksomhet i USA og England. Imidlertid er bruken i dag praktisk talt utdødd.

Rankine og andre temperaturskalaer

Celsius

Andrés Celsius publiserte sin skala i 1742, og indikerte koketemperatur på vann som 0 ºC og dens frysetemperatur som 100 ºC. Men Jean-Pierre Christin (1743) og Carlos Linneo (1745) plasserte temperaturskalaen i revers, slik den er kjent i dag.

Fahrenheit

Fahrenheit-skalaen ble foreslått av Daniel Gabriel Fahrenheit i 1724. Skalaen setter en temperatur på 32 ºF som frysepunktet for vann, og vannets kokepunkt 212 ºF.

Fahrenheit bemerket at en blanding av vann, is og et ammoniumsalt hadde en temperatur på 0 ° F; mens en blanding av vann og is, hadde den en temperatur på 32 ºF.

Rankine

Rankine grader er også ofte uttrykt som ° R eller ganske enkelt R enheter. For Kelvin-grader blir de faktisk ofte referert til bare som Kelvin, og er skrevet K og ikke ° K.

Videre anbefaler National Institute of Standards and Technology at du ikke bruker gradsymbolet når du bruker Rankine-temperaturskalaen i NIST-publikasjoner.

Strålevarmeoverføring, endropiendring, termisk effektivitet i Carnot-varmemotoren og ytelseskoeffisient for varmepumpe krever bruk av absolutt temperatur i Rankine-grader når du arbeider med American Engineering System. .

I noen ingeniørfelt i USA måler de termodynamisk temperatur ved bruk av Rankine-temperaturskalaen; Imidlertid måles den termodynamiske temperaturen i hele den vitenskapelige verden ved å bruke Kelvin-skalaen.

Det har til og med blitt påpekt at Rankine-temperaturskalaen brukes hovedsakelig på grunn av dens forhold til Fahrenheit-temperaturskalaen.

Absolutt null

Kelvin og Rankine temperaturskala starter på absolutt null. Men hva er lurt null?

Absolutt null er den laveste temperaturen som muligens kan nås. Det sies at den indre energien i systemet når sitt laveste nivå, mangler bevegelsespartikler; alle dens vibrasjoner og bevegelser ville bli frosset.

I henhold til termodynamikkens tredje lov er absolutt null en uoppnåelig grense.

Temperaturen nærmest absolutt null er 5 - 10 ^-10 K over absolutt null, oppnådd i et MIT-laboratorium i 2003, ved å avkjøle en gass i et magnetfelt.

William John Macquorn Rankine

Hvem var William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Han var en av pionerene i studiet av termodynamikk. Han utviklet en fullstendig teori om dampmotor og varmemotorer, samt om termisk energi.

Born ble født i Edinburgh og ble utdannet ved universitetet i den byen. Han jobbet som sivilingeniør og publiserte artikler om praktiske ingeniøremner, og senere om molekylær fysikk, samt om termodynamikk.

I 1855 ble han utnevnt til president for styreleder for sivil- og maskinteknikk ved University of Glasgow.

Han skrev mer enn 150 vitenskapelige artikler og manualer, samt bøker for bruk av studentene. Han ble valgt inn i Royal Society i 1853 og var den første presidenten i Scottish Institution of Engineers.

I tillegg til sin enorme vitenskapelige og akademiske aktivitet, var Rankine veldig glad i musikk, både som utøver og som komponist. Dermed komponerte han en sang kalt "The Three Foot Rule", der han forsvarer den britiske tradisjonen for sine tiltak truet av invasjonen av det centesimale systemet.

Konvertering av Rankine skalertemperaturer

Fra Rankine til Celsius, Fahrenheit og Kelvin

Til Celsius

= (- 491,67) ∙ 5/9

Verdien 491,67 er lik 459,67 (Rankine absolutt null) pluss 32ºF (frysetemperatur på vann). Og 5/9 er en konverteringsfaktor fra grader Celsius til grader Rankine eller Fahrenheit; siden 100 ° C tilsvarer 180 ° R eller ºF i disse temperaturskalaene.

Til Fahrenheit

= - 459,67

Til Kelvin

= ∙ 5/9

Fra Celsius, Fahrenheit og Kelvin til Rankine.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Verdien 273,15 er absolutt null på Kelvin temperaturskala. Og 9/5 er en konverteringsfaktor, siden 180 ºF eller ºR tilsvarer 100 ºC.

- = + 459,67

- = ∙ 9/5

Eksempler på sammenligning av forskjellige temperaturer med forskjellige skalaer

Absolutt null

-Kelvin 0 (per definisjon).

-Celsius -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67ºF.

-Rankine 0 ºR (per definisjon).

Saltlake frysepunkt

(Nullpunkt i Fahrenheit-skalaen)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Frysepunktet for vann

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Trippelpunkt med vann

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018ºF.

-Rankine: 491.688 ºR.

Kokepunkt for vann

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celsius: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ° F.

-Rankine: 671.64102 ° R.

Menneskelig kroppstemperatur

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C

-Fahrenheit: 98º F.

-Rankine: 558 ºR.

referanser

1. Wikipedia. (2019). Rankin klatret. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
2. Maria del Rosario. (13. oktober 2010). Rankine. Gjenopprettet fra: quimistorias.blogspot.com
3. University of Glasgow. (SF). Macquorn Rankine. Gjenopprettet fra: universitystory.gla.ac.uk
4. Zamboni, Jon. (26. april 2018). De fire typene av temperaturskalaer. Sciencing. Gjenopprettet fra: sciencing.com
5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit til Rankine. Metriske konverteringer. Gjenopprettet fra: metric-conversions.org
6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturskalaer og deres oppfinnere. Philatelia Chimica et physica, vol. 37, nr. 2. Vår.