Що таке шкала Ренкіна? (З прикладами переходів)



The Рівень масштабу це абсолютна шкала термодинамічної температури, в якій всі її значення є позитивними, оскільки вони відносяться до абсолютного нуля; найнижча теоретична температура, яку може досягти тіло, але що експериментально і термодинамічно досягти неможливо.

Він був запропонований в 1859 році шотландським інженером Вільям Джон Маккуорн Ранкин (нижній образ), одинадцять років після того, як Вільям Томсон (Lord Kelvin, 1848) опублікував свою шкалу абсолютної температури на основі градусів Цельсія, ° C.

Абсолютний нуль на шкалі Кельвіна має значення -273,15 ° С. Решту температур цієї шкали отримують шляхом додавання 273,15 до значення температур в градусах Цельсія (або більш відомого як стоградус)..

Шкала Ренкіна пов'язана з класами Фаренгейта. Тому абсолютне нульове значення для цієї шкали виражається в градусах за Фаренгейтом; Це -459,67 ºF. Таким чином, для отримання інших температур достатньо додати 459,67 до значення температур (° R = ° F + 459,67).

Марки Ренкіна стали використовуватися в інженерній діяльності в США і Англії. Однак, на сьогоднішній день його використання практично зникло.

Індекс

  • 1 Ренкіна та інші температурні шкали
    • 1,1 за Цельсієм
    • 1,2 Фаренгейта
    • 1.3 Ренкіна
    • 1.4 Абсолютний нуль
  • 2 Вільям Джон Маккуорн Ранкін
  • 3 Перетворення температур шкали Ренкіна
    • 3.1 Від Ранкіна до Цельсія, Фаренгейта та Кельвіна
    • 3.2 Цельсія, Фаренгейта та Кельвіна до Ранкіна.  
  • 4 Приклади порівняння декількох температур з різними масштабами
    • 4.1 Абсолютний нуль
    • 4.2 Точка замерзання розсолу
    • 4.3 Точка замерзання води
    • 4.4 Потрійна точка води
    • 4.5 Точка кипіння води
    • 4.6 Температура тіла людини
  • 5 Посилання

Ренкіна та інші температурні шкали

Цельсій

Андрес Цельсій опублікував свій масштаб у 1742 році, відзначивши температуру кипіння води як 0ºC, а температуру замерзання - 100ºC. Але Жан-П'єр Крістін (1743) і Карлос Лінней (1745) розмістили температурну шкалу в зворотній формі, як відомо в даний час..

Фаренгейт

Шкала Фаренгейта була запропонована Даніелем Габріелем Фаренгейтом в 1724 році. Шкала встановлює температуру 32 ° F як точку замерзання води, а температуру кипіння води 212 ° F..

Фаренгейт відзначив, що суміш води, льоду і солі амонію має температуру 0 ° F; при суміші води і льоду вона мала температуру 32ºF.

Rankine

Рівні ранжину також зазвичай виражаються як ° R або просто як одиниці R. Однак для градусів Кельвіна вони, як правило, називаються тільки як Кельвіна, і написані K, а не ° K.

Крім того, Національний інститут стандартів і технологій рекомендує не використовувати символ ступеня при використанні шкали Ренкіна в публікаціях NIST..

Перенесення тепла випромінюванням, зміна ентропії, теплова ефективність теплового двигуна Карно і коефіцієнт продуктивності теплового насоса вимагають використання абсолютної температури в градусах Ренкіна при роботі в американській інженерній системі..

У деяких інженерних полях США вони вимірюють термодинамічну температуру за допомогою температурної шкали Ренкіна; однак у всьому науковому світі термодинамічна температура вимірюється за допомогою шкали Кельвіна.

Включно, було зазначено, що шкала температури Ренкіна використовується фундаментально через її зв'язок з температурною шкалою Фаренгейта..

Абсолютний нуль

Температурні масштаби Кельвіна і Ренкіна мають абсолютний нуль у якості вихідної точки. Але те, що є нульовим, є абсолютним?

Абсолютний нуль - це найнижча температура, яку можна досягти. Кажуть, що внутрішня енергія системи досягає свого найнижчого рівня, позбавленого частинок руху; всі його коливання і переміщення були б заморожені.

Відповідно до третього закону термодинаміки, абсолютний нуль є недосяжною межею.

Найближча до абсолютного нуля температура 5 ∙ 10-10 K вище абсолютного нуля, отриманого в лабораторії MIT в 2003 році, шляхом охолодження газу в магнітному полі.

Вільям Джон Маккуорн Ренкіна

Хто був Уїльям Джон Маккуорн Ранкін (1820-1872)? Він був одним з піонерів у вивченні термодинаміки. Він розробив повну теорію про паровий двигун і теплові двигуни, а також теплову енергію.

Народився в Едінбурзі. Ранкін здобув освіту в університеті цього міста. Працював інженером-будівельником і публікував статті на теми практичної інженерії, а потім з молекулярної фізики, а також з термодинаміки..

У 1855 році він був призначений президентом кафедри громадянської та машинобудівної інженерії в Університеті Глазго.

Він написав понад 150 наукових статей і посібників, а також книги для своїх учнів. Він був обраний в Королівське товариство в 1853 році і був першим президентом Інституту інженерів Шотландії.

Окрім своєї величезної наукової та наукової діяльності, Ренкін дуже любив музику як виконавця, так і композитора. Таким чином, він написав пісню під назвою "Правило трьох ніг", де він захищає британську традицію його заходів, які загрожують вторгненням в сотенну систему.

Перетворення температур шкали Ренкіна

Від Ранкіна до Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна

Цельсій

[º C] = ([ºR] - 491,67) / 5/9

Значення 491,67 дорівнює 459,67 (абсолютний нуль Ранкина) плюс 32ºF (температура замерзання води). 5/9 - коефіцієнт перетворення градусів Цельсія до градусів Ренкіна або Фаренгейта; оскільки при цих температурних масштабах 100 ºC дорівнює 180 ° R або ºF.

За Фаренгейтом

[ºF] = [° R] - 459,67

До Кельвіна

[K] = [ºR] / 5/9

Від Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна до Ранкіна.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) /5 9/5

Значення 273,15 є абсолютним нулем на температурній шкалі Кельвіна. 9/5 - коефіцієнт перетворення, оскільки 180ºF або ºR дорівнює 100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [K] /5 9/5

Приклади порівняння декількох температур з різними масштабами

Абсолютний нуль

-Кельвін 0 (за визначенням).

-Цельсія -273.15 ºC.

-По Фаренгейту -459,67 ºF.

-Rankine 0 ºR (за визначенням).

Точка замерзання розсолу

(Нульова точка шкали Фаренгейта)

-Келвін: 255,37 К.

-Цельсія: -17.78 ºC.

-По Фаренгейту: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Точка замерзання води

-Келвін: 273,15 К.

-Цельсія: 0 ºC.

-По Фаренгейту: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Потрійна точка води

-Келвін: 273,16 К.

-Цельсія: 0,01 ºC.

-По Фаренгейту: 32,018 ºF.

-Rankine: 491 688 ºR.

Точка кипіння води

-Kelvin: 373,1339 K.

-Цельсія: 99,9839 ºC.

-По Фаренгейту: 211,97102 ºF.

-Rankine: 671,64102 ºR.

Температура людського тіла

-Кельвіна: 310 К.

-Цельсій: 37ºC.

-По Фаренгейту: 98 º F.

-Rankine: 558 ºR.

Список літератури

  1. Вікіпедія. (2019). Піднімаючись на Ранкін. Отримано з: en.wikipedia.org
  2. Марія дель Росаріо (13 жовтня 2010 року). Rankine. Відновлено з: quimistorias.blogspot.com
  3. Університет Глазго. (s.f.). Macquorn Rankine. Отримано з: universitystory.gla.ac.uk
  4. Замбоні, Джон. (26 квітня 2018). Чотири типи температурних шкал. Наука. Отримано з: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Фаренгейт до Ранкіна. Метричні конверсії. Отримано з: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Температурні ваги та їх винахідники. Philatelia Chimica et physica, том 37, № 2. Весна.