Thang đo Rankine là gì? (Với các ví dụ chuyển đổi)



các Thang đo thứ hạng nó là một thang đo tuyệt đối của nhiệt độ nhiệt động trong đó tất cả các giá trị của nó là dương, vì chúng được gọi là không tuyệt đối; nhiệt độ lý thuyết thấp nhất mà cơ thể có thể đạt được, nhưng về mặt thực nghiệm và nhiệt động học là không thể đạt được.

Nó được đề xuất vào năm 1859 bởi kỹ sư người Scotland William John MacQuorn Rankine (ảnh dưới), mười một năm sau khi William Thomson (Lord Kelvin, 1848) công bố thang đo nhiệt độ tuyệt đối của mình dựa trên độ Celsius, ° C.

Số không tuyệt đối trên thang Kelvin có giá trị -273,15 ° C. Phần còn lại của nhiệt độ của thang đo này có được bằng cách thêm 273,15 vào giá trị của nhiệt độ tính bằng độ C (hay còn gọi là centigrade).

Thang đo Rankine có liên quan đến các lớp Fahrenheit. Do đó, giá trị 0 tuyệt đối cho thang đo này được biểu thị bằng độ Fahrenheit; Đây là -459,67 FF. Do đó, để có được các nhiệt độ khác, đủ để thêm 459,67 vào giá trị của nhiệt độ (° R = ° F + 459,67).

Các hạng Rankine đã được sử dụng trong các hoạt động kỹ thuật tại Hoa Kỳ và Anh. Tuy nhiên, ngày nay việc sử dụng nó đã thực sự biến mất.

Chỉ số

  • 1 Rankine và thang đo nhiệt độ khác
    • 1.1 độ C.
    • 1,2 độ
    • 1.3 Xếp hạng
    • 1.4 Không tuyệt đối
  • 2 William John Macquorn Rankine
  • 3 Chuyển đổi nhiệt độ thang Rankine
    • 3.1 Từ Rankine đến Celsius, Fahrenheit và Kelvin
    • 3.2 độ C, Fahrenheit và Kelvin để xếp hạng.  
  • 4 Ví dụ so sánh một số nhiệt độ với các thang đo khác nhau
    • 4.1 Không tuyệt đối
    • 4.2 Điểm đóng băng nước muối
    • 4.3 Điểm đóng băng của nước
    • 4.4 Điểm ba nước
    • 4.5 Điểm sôi của nước
    • 4.6 Nhiệt độ cơ thể con người
  • 5 tài liệu tham khảo

Rankine và thang đo nhiệt độ khác

Độ

Andrés Celsius đã công bố thang đo của mình vào năm 1742, lưu ý nhiệt độ sôi của nước là 0ºC và nhiệt độ đóng băng của nó là 100ºC. Nhưng Jean-Pierre Christin (1743) và Carlos Linnaeus (1745), đã đặt thang đo nhiệt độ ở dạng nghịch đảo, như hiện được biết đến.

Fahrenheit

Thang đo Fahrenheit được đề xuất bởi Daniel Gabriel Fahrenheit vào năm 1724. Thang đo thiết lập nhiệt độ 32 ° F là điểm đóng băng của nước và nhiệt độ sôi của nước là 212 ° F..

Fahrenheit lưu ý rằng hỗn hợp nước, nước đá và muối amoni có nhiệt độ 0 ° F; trong khi hỗn hợp nước và nước đá, nó có nhiệt độ 32 FF.

Thứ hạng

Độ Rankine cũng thường được biểu thị bằng ° R hoặc đơn giản là đơn vị R. Tuy nhiên, đối với độ Kelvin, trên thực tế, chúng thường chỉ được gọi là Kelvin, và được viết K chứ không phải ° K.

Ngoài ra, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia khuyến cáo không sử dụng ký hiệu độ khi sử dụng thang đo nhiệt độ Rankine trong các ấn phẩm của NIST..

Việc truyền nhiệt bằng bức xạ, thay đổi entropy, hiệu suất nhiệt của động cơ nhiệt Carnot và hệ số hiệu suất của bơm nhiệt, đòi hỏi phải sử dụng nhiệt độ tuyệt đối theo độ Rankine khi làm việc trong Hệ thống Kỹ thuật Hoa Kỳ.

Trong một số lĩnh vực kỹ thuật của Hoa Kỳ, họ đo nhiệt độ nhiệt động lực bằng thang đo nhiệt độ Rankine; tuy nhiên, trên khắp thế giới khoa học, nhiệt độ nhiệt động lực học được đo bằng thang Kelvin.

Bao gồm, nó đã được chỉ ra rằng thang nhiệt độ Rankine được sử dụng cơ bản do mối quan hệ của nó với thang đo nhiệt độ Fahrenheit.

Số không tuyệt đối

Thang đo nhiệt độ của Kelvin và Rankine có độ không tuyệt đối làm điểm bắt đầu. Nhưng những gì là không bình thường?

Độ không tuyệt đối là nhiệt độ thấp nhất có thể đạt được. Người ta nói rằng năng lượng bên trong của hệ thống đạt đến mức thấp nhất, thiếu các hạt chuyển động; tất cả các rung động và chuyển vị của nó sẽ bị đóng băng.

Theo định luật nhiệt động thứ ba, độ không tuyệt đối là giới hạn không thể đạt được.

Nhiệt độ gần nhất với độ không tuyệt đối là 5 ∙ 10-10 K trên 0 tuyệt đối, thu được trong phòng thí nghiệm MIT năm 2003, bằng cách làm lạnh khí trong từ trường.

William John Macquorn Rankine

William John Macquorn Rankine (1820-1872) là ai? Ông là một trong những người tiên phong trong nghiên cứu về nhiệt động lực học. Ông đã phát triển một lý thuyết hoàn chỉnh về động cơ hơi nước và động cơ nhiệt, cũng như năng lượng nhiệt.

Sinh ra ở Edinburgh, Rankine được đào tạo tại Đại học của thành phố đó. Ông làm việc như một kỹ sư dân sự và xuất bản các bài báo về các chủ đề của kỹ thuật thực tế, và sau đó về vật lý phân tử, cũng như về nhiệt động lực học.

Năm 1855, ông được bổ nhiệm làm Chủ tịch của Chủ tịch Kỹ thuật Xây dựng và Cơ khí tại Đại học Glasgow.

Ông đã viết hơn 150 bài báo khoa học và sách hướng dẫn, cũng như sách cho việc sử dụng các sinh viên của mình. Ông được bầu vào Hội Hoàng gia năm 1853 và là chủ tịch đầu tiên của Viện Kỹ sư Scotland.

Ngoài hoạt động khoa học và học thuật to lớn của mình, Rankine rất thích âm nhạc, vừa là người biểu diễn vừa là nhà soạn nhạc. Do đó, ông đã sáng tác một bài hát tên là "Quy tắc ba chân", nơi ông bảo vệ truyền thống của Anh về các biện pháp của mình bị đe dọa bởi sự xâm chiếm của hệ thống trung tâm.

Chuyển đổi nhiệt độ thang Rankine

Từ Rankine đến Celsius, Fahrenheit và Kelvin

Một độ C

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

Giá trị 491,67 bằng 459,67 (số không tuyệt đối của Rankine) cộng với 32ºF (nhiệt độ đóng băng của nước). Và 5/9 là hệ số chuyển đổi từ độ C sang độ Rankine hoặc độ Fahrenheit; vì, ở các thang đo nhiệt độ này, 100 ºC bằng 180 ° R hoặc ºF.

Một Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

Tới Kelvin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

Từ Celsius, Fahrenheit và Kelvin đến Rankine.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

Giá trị 273,15 là số không tuyệt đối trên thang đo nhiệt độ Kelvin. Và 9/5 là hệ số chuyển đổi, vì 180ºF hoặc ºR bằng 100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

Ví dụ về so sánh một số nhiệt độ với quy mô khác nhau

Số không tuyệt đối

-Kelvin 0 (theo định nghĩa).

-Độ C -273,15 ºC.

-Fahrenheit -459,67 FF.

-Xếp hạng 0 ºR (theo định nghĩa).

Điểm đóng băng của nước muối

(Điểm không của thang đo Fahrenheit)

-Kelvin: 255,37 K.

-Độ C: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º F.

-Thứ hạng: 459,67 ºR.

Điểm đóng băng của nước

-Kelvin: 273,15 K.

-Độ C: 0 CC.

-Fahrenheit: 32 FF.

-Thứ hạng: 459,67 ºR.

Ba điểm nước

-Kelvin: 273,16 K.

-Độ C: 0,01 CC.

-Fahrenheit: 32.018 FF.

-Thứ hạng: 491.688 ºR.

Điểm sôi của nước

-Kelvin: 373,139 K.

-Độ C: 99,9839 CC.

-Fahrenheit: 211.97102 ºF.

-Thứ hạng: 671,64102 ºR.

Nhiệt độ cơ thể con người

-Kelvin: 310 K.

-Độ C: 37 CC.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Thứ hạng: 558 ºR.

Tài liệu tham khảo

  1. Wikipedia. (2019). Leo lên hạng. Lấy từ: en.wikipedia.org
  2. María del Rosario (Ngày 13 tháng 10 năm 2010). Thứ hạng. Đã được khôi phục từ: quimistorias.blogspot.com
  3. Đại học Glasgow. (s.f.). Macquorn Rankine. Lấy từ: Universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (Ngày 26 tháng 4 năm 2018). Bốn loại vảy nhiệt độ. Kinh dị. Lấy từ: sciences.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit để Rankine. Chuyển đổi số liệu. Lấy từ: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Thang đo nhiệt độ và các nhà phát minh của họ. Philatelia Chimica et Physica, tập 37, số 2. Mùa xuân.