Каква е ранината на Ранкин? (С примери за реализации)



на Скала на Ранкин това е абсолютна скала на термодинамичната температура, при която всичките му стойности са положителни, тъй като те се отнасят до абсолютна нула; най-ниската теоретична температура, която тялото може да достигне, но което експериментално и термодинамично е невъзможно да се постигне.

Той е предложен през 1859 г. от шотландския инженер Уилям Джон Маккуорн Ранкин (дъното на изображението), единадесет години след като Уилям Томсън (лорд Келвин, 1848) публикува своята скала на абсолютната температура въз основа на градуси по Целзий, ° C.

Абсолютната нула по скалата на Келвин има стойност от -273.15 ° С. Останалите температури от този мащаб се получават чрез добавяне на 273,15 към стойността на температурите в градуси по Целзий (или по-известна като стограда)..

Скалата на Ранкин е свързана с класове по Фаренхайт. Следователно абсолютната нулева стойност за тази скала се изразява в градуси по Фаренхайт; Това е -459,67 ºF. По този начин, за да се получат другите температури, е достатъчно да се добавят 459,67 към стойността на температурите (° R = ° F + 459,67).

Класовете на Ранкин се използват за инженерни дейности в САЩ и Англия. В днешно време обаче неговата употреба на практика е изчезнала.

индекс

  • 1 Ранкин и други температурни скали
    • 1.1 по Целзий
    • 1.2 Фаренхайт
    • 1.3 Ранкин
    • 1.4 Абсолютна нула
  • 2 Уилям Джон Маккуорн Ранкин
  • 3 Преобразуване на температурите на ранга по скалата
    • 3.1 От Ранкин до Целзий, Фаренхайт и Келвин
    • 3.2 Целзий, Фаренхайт и Келвин до Ранкин.  
  • 4 Примери за сравнение на няколко температури с различни мащаби
    • 4.1 Абсолютна нула
    • 4.2 Точка на замръзване на саламура
    • 4.3 Точка на замръзване на водата
    • 4.4 Тройна точка на водата
    • 4.5 Точка на кипене на водата
    • 4.6 Температура на човешкото тяло
  • 5 Препратки

Ранкин и други температурни скали

Целзий

Андрес Целзий публикува скалата си през 1742 г., като отбелязва температурата на кипене на водата като 0ºC и температурата на замръзване 100ºC. Но Жан-Пиер Кристин (1743 г.) и Карлос Линей (1745 г.) поставят температурната скала в обратна форма, както е известно в момента..

Фаренхайт

Скалата на Фаренхайт е предложена от Даниел Габриел Фаренхайт през 1724 г. Скалата установява температура от 32 ° F като точка на замръзване на водата и температурата на кипене на водата 212 ° F..

Фаренхайт отбелязва, че смес от вода, лед и амониева сол има температура от 0 ° F; докато сместа от вода и лед има температура от 32 ° F.

Ранкин

Степените на Ранкин също обикновено се изразяват като ° R или просто като единици R. Въпреки това, за градусите по Келвин, те обикновено се наричат ​​само като келвин и се пишат K, а не ° K.

В допълнение, Националният институт за стандарти и технологии препоръчва да не се използва символът за степен, когато се използва температурната скала на Ранкин в публикациите на NIST..

Преносът на топлина чрез радиация, промяната на ентропията, термичната ефективност на термичния двигател Карно и коефициентът на ефективност на термопомпата изискват използването на абсолютната температура в градуси Ранкин при работа в американската инженерна система..

В някои инженерни области на САЩ те измерват термодинамичната температура с помощта на температурната скала на Ранкин; въпреки това, в целия научен свят термодинамичната температура се измерва с помощта на скалата на Келвин.

Включително, беше посочено, че температурната скала на Ранкин се използва основно поради нейната връзка с температурната скала по Фаренхайт..

Абсолютна нула

Температурните скали на Келвин и Ранкин имат абсолютна нула като отправна точка. Но това, което е нула, е алуте?

Абсолютната нула е най-ниската температура, която е възможно да бъде достигната. Казва се, че вътрешната енергия на системата достига най-ниското си ниво, без частиците на движението; всичките му вибрации и измествания биха били замразени.

Според третия закон на термодинамиката абсолютната нула е недостижим.

Най-близката до абсолютна нула температура е 5. 10-10 K над абсолютната нула, получена в лаборатория на MIT през 2003 г., чрез охлаждане на газ в магнитно поле.

Уилям Джон Маккуорн Ранкин

Кой е Уилям Джон Маккуорн Ранкин (1820-1872)? Той е един от пионерите в изучаването на термодинамиката. Той разработи пълна теория за парния двигател и термичните двигатели, както и за топлинната енергия.

Ранкин е роден в Единбург и получава образование в университета на този град. Работил е като строителен инженер и публикува статии по теми от практическото инженерство, а след това и по молекулярната физика, както и по термодинамиката..

През 1855 г. е назначен за председател на катедрата по гражданско и машинно инженерство в Университета в Глазгоу.

Той е написал повече от 150 научни статии и ръководства, както и книги за ползване от учениците си. Той е избран в Кралското дружество през 1853 г. и е първият президент на Института на инженерите на Шотландия.

Освен огромната си научна и академична дейност, Ранкин много обичаше музиката, както като изпълнител, така и като композитор. Така той композира песен, наречена "The Three Foot Rule", където защитава британската традиция на мерките му, застрашени от нахлуването в централната система.

Преобразуване на температурите на ранга на скалата

От Ранкин до Целзий, Фаренхайт и Келвин

Целзий

[° С] = ([° С] - 491.67) / 5/9

Стойността 491.67 е равна на 459.67 (абсолютна нула на Ранкин) плюс 32ºF (температура на замръзване на водата). И 5/9 е коефициент на преобразуване на градуси по Целзий в градуси Ранкин или Фаренхайт; тъй като при тези температурни скали 100 ° C са равни на 180 ° R или ° F.

Фаренхайт

[° F] = [° R] - 459,67

За Келвин

[K] = [ºR] / 5/9

От Целзий, Фаренхайт и Келвин до Ранкин.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) /5 9/5

Стойността 273.15 е абсолютната нула при температурната скала на Келвин. А 9/5 е коефициент на преобразуване, тъй като 180ºF или ºR е равно на 100ºC.

-[° С] = [° F] + 459.67

-[ºR] = [K] /5 9/5

Примери за сравнение на няколко температури с различни мащаби

Абсолютна нула

-Келвин 0 (по дефиниция).

-Целзий -273.15 ºC.

-Фаренхайт-459,67 ºF.

-Rankine 0 ºR (по дефиниция).

Точка на замръзване на саламура

(Нулева точка на скалата по Фаренхайт)

-Келвин: 255.37 К.

-Целзий: -17.78 ºC.

-Фаренхайт: 0º F.

-Rankine: 459.67 ºR.

Точка на замръзване на водата

-Келвин: 273.15 К.

-Целзий: 0 ° С.

-Фаренхайт: 32ºF.

-Rankine: 459.67 ºR.

Тройна точка на водата

-Келвин: 273.16 К.

-Целзий: 0.01 ° С.

-Фаренхайт: 32,018 ºF.

-Rankine: 491,688 ºR.

Точка на кипене на водата

-Келвин: 373,1339 К.

-Целзий: 99.9839 ° С.

-Фаренхайт: 211,97102 ºF.

-Rankine: 671.64102 ºR.

Температура на човешкото тяло

-Келвин: 310 К.

-Целзий: 37ºC.

-Фаренхайт: 98 º F.

-Rankine: 558 ºR.

препратки

  1. Wikipedia. (2019). Изкачване на Ранкин. Изтеглено от: en.wikipedia.org
  2. Мария дел Росарио (13 октомври 2010 г.) Ранкин. Възстановен от: quimistorias.blogspot.com
  3. Университет в Глазгоу. (Н.О.). Macquorn Rankine. Изтеглено от: universitystory.gla.ac.uk
  4. Замбони, Джон. (26 април 2018 г.). Четирите вида температурни скали. Sciencing. Изтеглено от: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Фаренхайт до Ранкин. Метрични конверсии. Извлечено от: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Температурни скали и техните изобретатели. Philatelia Chimica et physica, том 37, № 2. Пролет.