Что такое шкала Ренкина? (С примерами конверсии)



Шкала Ренкина это абсолютная шкала термодинамической температуры, в которой все ее значения положительны, поскольку они относятся к абсолютному нулю; самая низкая теоретическая температура, которую может достичь тело, но которую экспериментально и термодинамически невозможно достичь.

Он был предложен в 1859 году шотландским инженером Уильямом Джоном МакКуорном Ранкином (нижнее изображение), спустя одиннадцать лет после того, как Уильям Томсон (лорд Кельвин, 1848) опубликовал свою шкалу абсолютной температуры, основанную на градусах Цельсия, ° C..

Абсолютный ноль по шкале Кельвина имеет значение -273,15 ° С. Остальные температуры этой шкалы получаются путем добавления 273,15 к значению температуры в градусах Цельсия (или более известного как градус Цельсия).

Шкала Ранкина связана с оценками по Фаренгейту. Поэтому абсолютное нулевое значение для этой шкалы выражается в градусах Фаренгейта; Это -459,67 ºF. Таким образом, для получения других температур достаточно прибавить 459,67 к значению температуры (° R = ° F + 459,67)..

Сорта Ренкина стали использоваться в инженерной деятельности в США и Англии. Однако в настоящее время его использование практически исчезло.

индекс

  • 1 Ранкин и другие температурные шкалы
    • 1,1 по Цельсию
    • 1.2 по Фаренгейту
    • 1.3 Рэнкин
    • 1.4 Абсолютный ноль
  • 2 Уильям Джон Маккуорн Ранкин
  • 3 Преобразование температур по шкале Ренкина
    • 3.1 От Ранкина до Цельсия, Фаренгейта и Кельвина
    • 3.2 Цельсия, Фаренгейта и Кельвина в Рэнкин.  
  • 4 Примеры сравнения нескольких температур с разными шкалами
    • 4.1 Абсолютный ноль
    • 4.2 Температура замерзания рассола
    • 4.3 Температура замерзания воды
    • 4.4 Тройная точка воды
    • 4.5 Точка кипения воды
    • 4.6 Температура тела человека
  • 5 ссылок

Ранкин и другие температурные шкалы

Celsius

Андрес Цельсий опубликовал свою шкалу в 1742 году, отметив, что температура кипения воды составляет 0ºC, а температура замерзания - 100ºC. Но Жан-Пьер Кристен (1743) и Карлос Линней (1745) поместили температурную шкалу в обратную форму, как это в настоящее время известно..

Фаренгейт

Шкала Фаренгейта была предложена Даниэлем Габриэлем Фаренгейтом в 1724 году. Шкала устанавливает температуру 32 ° F в качестве точки замерзания воды, а температуру кипения воды 212 ° F..

Фаренгейт отметил, что смесь воды, льда и соли аммония имела температуру 0 ° F; в то время как смесь воды и льда, она имела температуру 32ºF.

температура по ранкиной

Степени Ранкина также обычно выражаются как ° R или просто как единицы R. Однако для степеней Кельвина фактически они обычно упоминаются только как Кельвины и пишутся как K, а не ° K.

Кроме того, Национальный институт стандартов и технологий рекомендует не использовать символ степени при использовании шкалы температур Ранкина в публикациях NIST..

Передача тепла излучением, изменение энтропии, тепловой КПД теплового двигателя Карно и коэффициент производительности теплового насоса требуют использования абсолютной температуры в градусах Ранкина при работе в Американской инженерной системе..

В некоторых областях техники США они измеряют термодинамическую температуру с использованием шкалы температур Ранкина; однако во всем научном мире термодинамическая температура измеряется с помощью шкалы Кельвина.

В том числе было указано, что шкала температур Ранкина используется в основном из-за ее связи со шкалой температур Фаренгейта.

Абсолютный ноль

Температурные шкалы Кельвина и Ранкина имеют абсолютный ноль в качестве отправной точки. Но что такое ноль?

Абсолютный ноль - это самая низкая температура, которую можно достичь. Говорят, что внутренняя энергия системы достигает своего самого низкого уровня, не имея частиц движения; все его вибрации и перемещения будут заморожены.

Согласно третьему закону термодинамики, абсолютный ноль является недостижимым пределом.

Температура, ближайшая к абсолютному нулю, составляет 5 ∙ 10-10 K выше абсолютного нуля, полученный в лаборатории MIT в 2003 году охлаждением газа в магнитном поле.

Уильям Джон Маккуорн Ранкин

Кем был Уильям Джон Маккуорн Ранкин (1820-1872)? Он был одним из пионеров в изучении термодинамики. Он разработал полную теорию о паровых и тепловых двигателях, а также о тепловой энергии.

Ранкин родилась в Эдинбурге, получила образование в университете этого города. Работал инженером-строителем и публиковал статьи по темам практической инженерии, а затем по молекулярной физике, а также по термодинамике..

В 1855 году он был назначен президентом кафедры гражданского и машиностроения в университете Глазго..

Он написал более 150 научных статей и учебных пособий, а также книги для использования его учениками. Он был избран в Королевское общество в 1853 году и был первым президентом Института инженеров Шотландии..

В дополнение к его огромной научной и академической деятельности, Ранкин очень любил музыку, и как исполнитель, и как композитор. Таким образом, он написал песню под названием «Правило трех ног», где он защищает британскую традицию своих мер, которым угрожает вторжение в систему сотен..

Преобразование температур шкалы Ранкина

От Ранкина до Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Цельсия

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Значение 491,67 равно 459,67 (абсолютный ноль Ренкина) плюс 32ºF (температура замерзания воды). А 5/9 - это коэффициент пересчета градусов Цельсия в градусы Ренкина или Фаренгейта; поскольку на этих температурных шкалах 100 ºC равняется 180 ° R или ºF.

Фаренгейт

[ºF] = [° R] - 459,67

Кельвину

[K] = [ºR] ∙ 5/9

От Цельсия, Фаренгейта и Кельвина до Ранкина.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

Значение 273,15 является абсолютным нулем на шкале Кельвина. А 9/5 - это коэффициент пересчета, так как 180ºF или ºR равны 100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Примеры сравнения нескольких температур с разными шкалами

Абсолютный ноль

-Кельвин 0 (по определению).

-По Цельсию -273,15 ºC.

-Фаренгейт -459,67 ºF.

-Рэнкин 0 ºR (по определению).

Точка замерзания рассола

(Нулевая точка шкалы Фаренгейта)

-Кельвин: 255,37 К.

-По Цельсию: -17,78 ºC.

-Фаренгейт: 0º F.

-Рэнкин: 459.67 ºR.

Точка замерзания воды

-Кельвин: 273,15 К.

-По Цельсию: 0 ºC.

-Фаренгейт: 32ºF.

-Рэнкин: 459.67 ºR.

Тройная точка воды

-Кельвин: 273,16 К.

-По Цельсию: 0,01 ºC.

-Фаренгейт: 32,018 ºF.

-Рэнкин: 491 688 ºR.

Точка кипения воды

-Кельвин: 373 139 К.

-Цельсия: 99,9839 ºC.

-Фаренгейт: 211,97102 ºF.

-Рэнкин: 671.64102 ºR.

Температура человеческого тела

-Кельвин: 310 К.

-По Цельсию: 37ºC.

-Фаренгейт: 98 º F.

-Рэнкин: 558 ºR.

ссылки

  1. Wikipedia. (2019). Ранкин подняться. Получено с: en.wikipedia.org
  2. Мария дель Росарио (13 октября 2010 г.) Ренкина. Восстановлено от: quimistorias.blogspot.com
  3. Университет Глазго. (Н.Д.). Маккуорн Ранкин. Получено из: universitystory.gla.ac.uk
  4. Замбони, Джон. (26 апреля 2018 г.) Четыре типа температурных шкал. Sciencing. Получено от: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). По Фаренгейту в Ранкин. Метрические преобразования. Получено с: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Температурные шкалы и их изобретатели. Philatelia Chimica et physica, том 37, № 2. Весна.