Delen:
Wat is de Rankine-schaal? (Met conversievoorbeelden)
de Rankine schaal het is een absolute schaal van thermodynamische temperatuur waarin alle waarden positief zijn, omdat ze worden verwezen naar het absolute nulpunt; de laagste theoretische temperatuur die een lichaam kan bereiken, maar die experimenteel en thermodynamisch onmogelijk te bereiken is.
Het werd in 1859 voorgesteld door de Schotse ingenieur William John MacQuorn Rankine (afbeelding onderaan), elf jaar nadat William Thomson (Lord Kelvin, 1848) zijn schaal van absolute temperatuur publiceerde op basis van graden Celsius, ° C.
De absolute nul op de Kelvin-schaal heeft een waarde van -273,15 ° C. De rest van de temperaturen van deze schaal worden verkregen door 273.15 toe te voegen aan de waarde van de temperaturen in graden Celsius (of beter bekend als Celsius).
De Rankine-schaal is gerelateerd aan de Fahrenheit-cijfers. Daarom is de absolute nulwaarde voor deze schaal uitgedrukt in graden Fahrenheit; Dit is -459.67 ºF. Voor het verkrijgen van de andere temperaturen is het dus voldoende om 459,67 toe te voegen aan de waarde van de temperaturen (° R = ° F + 459,67).
Rankine-kwaliteiten werden gebruikt in engineeringactiviteiten in de Verenigde Staten en Engeland. Tegenwoordig is het gebruik ervan echter vrijwel verdwenen.
index
- 1 Rankine en andere temperatuurschalen
- 1.1 Celsius
- 1,2 Fahrenheit
- 1.3 Rankine
- 1.4 Absoluut nul
- 2 William John Macquorn Rankine
- 3 Conversie van Rankine-schaaltemperaturen
- 3.1 Van Rankine tot Celsius, Fahrenheit en Kelvin
- 3,2 Celsius, Fahrenheit en Kelvin naar Rankine.
- 4 Voorbeelden van vergelijking van verschillende temperaturen met verschillende schalen
- 4.1 Absoluut nul
- 4.2 Brine vriespunt
- 4.3 Vriespunt van water
- 4,4 Triple punt van water
- 4.5 Kookpunt van water
- 4.6 Temperatuur van het menselijk lichaam
- 5 Referenties
Rankine en andere temperatuurschalen
Celsius
Andrés Celsius publiceerde zijn schaal in 1742, wijzend op de kooktemperatuur van water als 0ºC en de vriestemperatuur als 100ºC. Maar Jean-Pierre Christin (1743) en Carlos Linnaeus (1745) plaatsten de temperatuurschaal in omgekeerde vorm, omdat het op dit moment bekend is.
Fahrenheit
De Fahrenheit-schaal werd voorgesteld door Daniel Gabriel Fahrenheit in 1724. De schaal bepaalt een temperatuur van 32 ° F als het vriespunt van water en de kooktemperatuur van water 212 ° F..
Fahrenheit merkte op dat een mengsel van water, ijs en een ammoniumzout een temperatuur van 0 ° F had; terwijl het een mengsel was van water en ijs, had het een temperatuur van 32 ° F.
Rankine
Rankinegraden worden meestal ook uitgedrukt als ° R of gewoon als R-eenheden, maar voor Kelvin-graden worden ze in feite meestal alleen aangeduid als Kelvin en zijn ze geschreven als K en niet als ° K.
Daarnaast beveelt het National Institute of Standards and Technology aan om het graden-symbool niet te gebruiken bij het gebruik van de Rankine-temperatuurschaal in NIST-publicaties..
De warmteoverdracht door straling, de verandering van entropie, het thermisch rendement van de Carnot thermische motor en de prestatiecoëfficiënt van de warmtepomp, vereisen het gebruik van de absolute temperatuur in Rankine-graden bij het werken in het American Engineering System..
In sommige Amerikaanse ingenieursgebieden meten ze de thermodynamische temperatuur met behulp van de Rankine-temperatuurschaal; echter, in de hele wetenschappelijke wereld wordt de thermodynamische temperatuur gemeten met behulp van de Kelvin-schaal.
Inclusief is aangegeven dat de Rankine temperatuurschaal fundamenteel wordt gebruikt vanwege de relatie met de Fahrenheit-temperatuurschaal.
Absoluut nul
De temperatuurschalen van Kelvin en Rankine hebben absolute nul als uitgangspunt. Maar wat is nul asolute?
Absolute nul is de laagste temperatuur die mogelijk kan worden bereikt. Er wordt gezegd dat de interne energie van het systeem het laagste niveau bereikt, zonder de bewegingsdeeltjes; al zijn trillingen en verplaatsingen zouden worden bevroren.
Volgens de derde wet van de thermodynamica is absolute nul een onbereikbare grens.
De temperatuur die het dichtst bij het absolute nulpunt ligt, is 5 ∙ 10-10 K boven het absolute nulpunt, verkregen in een MIT-laboratorium in 2003, door het koelen van een gas in een magnetisch veld.
William John Macquorn Rankine
Wie was William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Hij was een van de pioniers in de studie van de thermodynamica. Hij ontwikkelde een complete theorie over de stoommachine en thermische motoren, evenals thermische energie.
Rankine werd geboren in Edinburgh en volgde een opleiding aan de universiteit van die stad. Hij werkte als burgerlijk ingenieur en publiceerde artikelen over praktische engineering, en vervolgens over moleculaire fysica, evenals over thermodynamica.
In 1855 werd hij benoemd tot voorzitter van de Civiele en Werktuigbouwkundige aan de Universiteit van Glasgow.
Hij schreef meer dan 150 wetenschappelijke artikelen en handleidingen, evenals boeken voor het gebruik van zijn studenten. Hij werd in 1853 gekozen tot lid van de Royal Society en was de eerste president van de Instelling of Engineers of Scotland.
Naast zijn immense wetenschappelijke en academische activiteit was Rankine dol op muziek, zowel als uitvoerder en als componist. Zo componeerde hij een lied genaamd "The Three Foot Rule", waarin hij de Britse traditie van zijn maatregelen verdedigt die bedreigd worden door de invasie van het centimetersysteem.
Conversie van Rankine-schaaltemperaturen
Van Rankine tot Celsius, Fahrenheit en Kelvin
Een Celsius
[º C] = ([ºR] - 491.67) ∙ 5/9
De waarde 491.67 is gelijk aan 459.67 (absolute nulpunt van Rankine) plus 32ºF (vriestemperatuur van water). En 5/9 is een conversiefactor van graden Celsius naar Rankine of Fahrenheit graden; aangezien bij deze temperatuurschalen 100 ºC gelijk is aan 180 ° R of ºF.
Een Fahrenheit
[ºF] = [° R] - 459.67
Naar Kelvin
[K] = [ºR] ∙ 5/9
Van Celsius, Fahrenheit en Kelvin tot Rankine.
-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5
De waarde 273.15 is de absolute nul op de Kelvin-temperatuurschaal. En 9/5 is een conversiefactor, aangezien 180ºF of ºR gelijk is aan 100ºC.
-[ºR] = [ºF] + 459.67
-[ºR] = [K] ∙ 9/5
Voorbeelden van vergelijking van verschillende temperaturen met verschillende schalen
Absoluut nul
-Kelvin 0 (per definitie).
-Celsius -273,15 ºC.
-Fahrenheit -459.67 ºF.
-Rankine 0 ºR (per definitie).
Vriespunt van pekel
(Nulpunt van de Fahrenheit-schaal)
-Kelvin: 255,37 K.
-Celsius: -17,78 ºC.
-Fahrenheit: 0º F.
-Rankine: 459,67 ºR.
Bevriezing van water
-Kelvin: 273,15 K.
-Celsius: 0 ºC.
-Fahrenheit: 32ºF.
-Rankine: 459,67 ºR.
Triple punt van water
-Kelvin: 273,16 K.
-Celsius: 0,01 ºC.
-Fahrenheit: 32.018 ºF.
-Rankine: 491.688 ºR.
Kookpunt van water
-Kelvin: 373.1339 K.
-Celsius: 99,9839 ºC.
-Fahrenheit: 211.97102 ºF.
-Rankine: 671.64102 ºR.
Temperatuur van het menselijk lichaam
-Kelvin: 310 K.
-Celsius: 37ºC.
-Fahrenheit: 98 º F.
-Rankine: 558 ºR.
referenties
- Wikipedia. (2019). Rankin beklimmen. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org
- María del Rosario (13 oktober 2010). Rankine. Hersteld van: quimistorias.blogspot.com
- Universiteit van Glasgow. (N.D.). Macquorn Rankine. Teruggeplaatst van: universitystory.gla.ac.uk
- Zamboni, Jon. (26 april 2018). De vier soorten temperatuurschalen. Sciencing. Teruggeplaatst van: sciencing.com
- Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit naar Rankine. Metrische conversies. Teruggeplaatst van: metric-conversions.org
- Hillger D., Toth G. (2016). Temperatuurschalen en hun uitvinders. Philatelia Chimica et physica, vol 37, No 2. Spring.