Шта је Ранкине скала? (Са примерима конверзије)



Тхе Ранкинова скала то је апсолутна скала термодинамичке температуре у којој су све њене вредности позитивне, јер се односе на апсолутну нулу; најнижа теоретска температура коју тело може да достигне, али то је експериментално и термодинамички немогуће постићи.

Предложио га је 1859. шкотски инжењер Виллиам Јохн МацКуорн Ранкине (доња слика), једанаест година након што је Виллиам Тхомсон (Лорд Келвин, 1848) објавио своју скалу апсолутне температуре на основу Целзијуса, ° Ц.

Апсолутна нула на Келвиновој скали има вредност од -273,15 ° Ц. Преостале температуре ове скале добијају се додавањем 273,15 вредности температуре у степенима Целзијуса (или боље познате као Целзија)..

Ранкинова скала се односи на степене Фаренхајта. Дакле, апсолутна нулта вредност за ову скалу је изражена у степенима Фаренхајта; Ово је -459.67 ºФ. Дакле, да би се добиле друге температуре, довољно је додати 459,67 на вредност температура (° Р = ° Ф + 459,67).

Ранкинове оцјене су се користиле у инжењерским активностима у Сједињеним Државама и Енглеској. Међутим, данас је његова употреба практично нестала.

Индек

  • 1 Ранкин и друге температурне скале
    • 1.1 Целзијуса
    • 1.2 Фахренхеит
    • 1.3 Ранкине
    • 1.4 Апсолутна нула
  • 2 Виллиам Јохн Мацкуорн Ранкине
  • 3 Конверзија температуре Ранкине скале
    • 3.1 Од Ранкина до Целзијуса, Фахренхеита и Келвина
    • 3.2 Целзијуса, Фаренхајта и Келвина до Ранкина.  
  • 4 Примери упоређивања неколико температура са различитим скалама
    • 4.1 Апсолутна нула
    • 4.2 Тачка замрзавања слане воде
    • 4.3 Тачка замрзавања воде
    • 4.4 Трострука тачка воде
    • 4.5 Тачка кључања воде
    • 4.6 Температура људског тела
  • 5 Референце

Ранкин и друге температурне скале

Целсиус

Андрес Целсиус је објавио своју скалу 1742. године, уз напомену да је температура кључања воде 0ºЦ, а температура смрзавања 100ºЦ. Али Јеан-Пиерре Цхристин (1743) и Царлос Линнаеус (1745) поставили су температурну скалу у обрнутом облику, као што је тренутно познато..

Фахренхеит

Фахренхеитску скалу је предложио Даниел Габриел Фахренхеит 1724. године. Скала успоставља температуру од 32 ° Ф као тачку смрзавања воде и температуру кључања воде од 212 ° Ф..

Фахренхеит је приметио да смеша воде, леда и амонијумове соли има температуру од 0 ° Ф; док је мешавина воде и леда имала температуру од 32ºФ.

Ранкине

Ранкинови степени су такође обично изражени као ° Р или једноставно као Р јединице, међутим, за Келвинове степене, они се обично називају само Келвином, и пишу се К, а не ° К..

Поред тога, Национални институт за стандарде и технологију препоручује да не користи симбол степена када се користи Ранкинова температурна скала у НИСТ публикацијама..

Пренос топлоте зрачењем, промена ентропије, топлотна ефикасност Царнотовог термичког мотора и коефицијент перформанси топлотне пумпе захтевају употребу апсолутне температуре у Ранкиновим степенима при раду у америчком инжењерском систему..

У неким америчким инжењерским пољима, они мере термодинамичку температуру користећи Ранкинову температурну скалу; међутим, у цијелом знанственом свијету термодинамичка температура се мјери помоћу Келвинове скале.

Инклузивно, назначено је да се Ранкинова температурна скала користи у основи због њене повезаности са Фахренхеитском температурном скалом..

Абсолуте зеро

Температурне скале Келвина и Ранкина имају апсолутну нулу као полазну тачку. Али оно што је нула асолутно?

Апсолутна нула је најнижа температура коју је могуће постићи. Речено је да унутрашња енергија система достиже свој најнижи ниво, без честица кретања; све њене вибрације и помаци би били замрзнути.

Према трећем закону термодинамике, апсолутна нула је недостижна граница.

Температура која је најближа апсолутној нули је 5. 10-10 К изнад апсолутне нуле, добијене у МИТ лабораторији 2003. године, хлађењем гаса у магнетном пољу.

Виллиам Јохн Мацкуорн Ранкине

Ко је био Виллиам Јохн Мацкуорн Ранкине (1820-1872)? Био је један од пионира у истраживању термодинамике. Развио је комплетну теорију о парном строју и топлинским моторима, као ио топлинској енергији.

Рођен у Единбургу, Ранкине се школовао на Универзитету тог града. Радио је као грађевински инжењер и објављивао чланке на тему практичног инжењерства, а затим на молекуларној физици, као и на термодинамици..

Године 1855. именован је за председника Катедре за грађански и машински инжењеринг на Универзитету у Гласгову.

Написао је више од 150 научних чланака и приручника, као и књиге за своје ученике. Изабран је у Краљевско друштво 1853. године и био је први предсједник Институције инжењера Шкотске.

Поред своје огромне научне и академске активности, Ранкине је веома волио музику, и као извођач и као композитор. Тако је компоновао песму под називом "Правило три стопала", где брани британску традицију својих мера којима пријети инвазија центесималног система..

Конверзија температуре Ранкинове скале

Од Ранкина до Целзијуса, Фахренхеита и Келвина

Целсиус

[º Ц] = ([ºР] - 491,67) / 5/9

Вредност 491.67 је једнака 459.67 (апсолутна нула Ранкина) плус 32ºФ (температура смрзавања воде). А 5/9 је фактор конверзије од Целзијуса до Ранкина или Фахренхеита; пошто је на овим температурним скалама 100 ºЦ једнако 180 ° Р или ºФ.

А Фахренхеит

[ºФ] = [° Р] - 459,67

За Келвина

[К] = [ºР] / 5/9

Од Целзијуса, Фахренхеита и Келвина до Ранкина.  

-[ºР] = ([ºЦ] + 273,15) /5 9/5

Вредност 273.15 је апсолутна нула на Келвиновој температурној скали. И 9/5 је фактор конверзије, пошто је 180ºФ или ºР једнако 100ºЦ.

-[ºР] = [ºФ] + 459,67

-[ºР] = [К] /5 9/5

Примери упоређивања неколико температура са различитим скалама

Абсолуте зеро

-Келвин 0 (по дефиницији).

-Целзијус -273.15 ºЦ.

-Фахренхеит -459.67 ºФ.

-Ранкине 0 ºР (по дефиницији).

Тачка замрзавања слане воде

(Нулта тачка Фахренхеит скале)

-Келвин: 255,37 К.

-Целзијус: -17.78 ºЦ.

-Фахренхеит: 0º Ф.

-Ранкине: 459.67 ºР.

Тачка замрзавања воде

-Келвин: 273,15 К.

-Целзиј: 0 ºЦ.

-Фахренхеит: 32ºФ.

-Ранкине: 459.67 ºР.

Трострука тачка воде

-Келвин: 273.16 К.

-Целзијус: 0.01 ºЦ.

-Фаренхајт: 32,018 ºФ.

-Ранкине: 491,688 ºР.

Тачка кључања воде

-Келвин: 373,1339 К.

-Целзиј: 99.9839 ºЦ.

-Фахренхеит: 211.97102 ºФ.

-Ранкине: 671.64102 ºР.

Температура људског тела

-Келвин: 310 К.

-Целзиј: 37ºЦ.

-Фахренхеит: 98 º Ф.

-Ранкине: 558 ºР.

Референце

  1. Википедиа. (2019). Ранкин успон. Преузето са: ен.википедиа.орг
  2. Мариа дел Росарио (13. октобар 2010). Ранкине. Опорављено од: куимисториас.блогспот.цом
  3. Универзитет у Глазгову. (с.ф.). Мацкуорн Ранкине. Преузето са: университистори.гла.ац.ук
  4. Замбони, Јон. (26. април 2018). Четири врсте температурних скала. Сциенцинг. Добављено из: сциенцинг.цом
  5. Вигхт Хат Лтд. (2018). Фахренхеит то Ранкине. Метриц Цонверсионс. Преузето са: метриц-цонверсионс.орг
  6. Хиллгер Д., Тотх Г. (2016). Температурне скале и њихови проналазачи. Пхилателиа Цхимица ет пхисица, вол. 37, бр.