KĀDA IR RANKINE SKALA? (AR REKLĀMGUVUMU PIEMĒRIEM) - ĶĪMIJA - 2025

Rankina skala ir absolūts skala termodinamiskās temperatūras, kurā visas tās vērtības ir pozitīvas, jo tie ir minēti absolūtā nulle; zemākā teorētiskā temperatūra, kādu var sasniegt ķermenis, bet kuru eksperimentāli un termodinamiski nav iespējams sasniegt.

To 1859. gadā ierosināja skotu inženieris Viljams Džons Makkūns Rankins (attēls apakšējā daļā) vienpadsmit gadus pēc tam, kad Viljams Tomsons (lords Kelvins, 1848) publicēja savu absolūto temperatūras skalu kā funkciju pēc Celsija grādiem, ° C.

Viljams Džons Makvorns Rankīns. Avots: Viljams Rankīns

Absolūtā nulles vērtība pēc kelvinu skalas ir -273,15 ° C. Pārējās temperatūras šajā skalā iegūst, temperatūras vērtībai Celsija grādos (vai labāk pazīstami kā Celsija) pieskaitot 273.15.

Rankine skala ir saistīta ar Fārenheita grādiem. Tāpēc šīs skalas absolūtā nulles vērtība ir izteikta pēc Fārenheita grādiem; tas ir -459,67ºF. Tādējādi, lai iegūtu citas temperatūras, pietiek ar temperatūras vērtību pievienot 459,67 (° R = ° F + 459,67).

Rankīna grādus sāka izmantot inženierzinātnēs Amerikas Savienotajās Valstīs un Anglijā. Tomēr šodien tā lietošana ir praktiski izmirusi.

Rankīns un citas temperatūras skalas

Pēc Celsija

Andrēss Celsijs savu skalu publicēja 1742. gadā, norādot ūdens viršanas temperatūru kā 0 ºC un tā sasalšanas temperatūru kā 100 ºC. Bet Žans Pjērs Kristians (1743) un Karloss Linneo (1745) novietoja temperatūras skalu apgriezti, kā tas ir zināms šodien.

Farenheits

Fārenheita skalu 1724. gadā ierosināja Daniels Gabriels Fahrenheits. Skalā tiek noteikta temperatūra 32ºF kā ūdens sasalšanas temperatūra un ūdens viršanas temperatūra 212ºF.

Farenheits atzīmēja, ka ūdens, ledus un amonija sāls maisījuma temperatūra ir 0ºF; tā kā ūdens un ledus maisījums, tā temperatūra bija 32ºF.

Rankine

Rankīna grādus bieži izsaka arī kā ° R vai vienkārši R vienības, tomēr attiecībā uz Kelvina grādiem tos faktiski bieži apzīmē tikai kā Kelvins, un tos raksta K, nevis ° K.

Pat Nacionālais standartu un tehnoloģijas institūts iesaka nelietot grāda simbolu, ja NIST publikācijās izmanto Rankine temperatūras skalu.

Radiācijas siltuma pārnesei, entropijas maiņai, Carnot siltumdzinēja siltumefektivitātei un siltumsūkņa veiktspējas koeficientam, strādājot pie Amerikas inženierijas sistēmas, ir jāizmanto absolūtā temperatūra Randeina grādos. .

Dažos inženierzinātņu laukos Amerikas Savienotajās Valstīs viņi mēra termodinamisko temperatūru, izmantojot Rankine temperatūras skalu; tomēr visā zinātnes pasaulē termodinamisko temperatūru mēra, izmantojot Kelvina skalu.

Ir pat norādīts, ka Rankine temperatūras skala tiek izmantota galvenokārt tāpēc, ka tā ir saistīta ar Fārenheita temperatūras skalu.

Absolūtā nulle

Kelvina un Rankine temperatūras skalas sākas ar absolūtu nulli. Bet kas ir nekrietns nulle?

Absolūtā nulle ir zemākā iespējamā temperatūra. Mēdz teikt, ka sistēmas iekšējā enerģija sasniedz zemāko līmeni, trūkst kustības daļiņu; visas tā vibrācijas un kustības būtu sasalušas.

Saskaņā ar trešo termodinamikas likumu absolūtais nulle ir nesasniedzama robeža.

Vistuvākā temperatūra absolūtai nullei ir 5 ∙ ^10–10 K virs absolūtās nulles, ko MIT laboratorijā ieguva 2003. gadā, atdzesējot gāzi magnētiskajā laukā.

Viljams Džons Makvorns Rankīns

Kurš bija Viljams Džons Makvorns Randeins (1820-1872)? Viņš bija viens no pionieriem termodinamikas izpētē. Viņš izstrādāja pilnīgu teoriju par tvaika dzinēju un siltuma dzinējiem, kā arī par siltumenerģiju.

Rankine ir dzimis Edinburgā, un ieguvis izglītību šīs pilsētas universitātē. Viņš strādāja par būvinženieri un publicēja rakstus par praktiskām inženierijas tēmām, vēlāk par molekulāro fiziku, kā arī par termodinamiku.

1855. gadā viņš tika iecelts par Glāzgovas Universitātes Civilās un mašīnbūves katedras priekšsēdētāju.

Viņš ir uzrakstījis vairāk nekā 150 zinātnisko rakstu un rokasgrāmatu, kā arī grāmatas savu studentu lietošanai. Viņš tika ievēlēts Karaliskajā biedrībā 1853. gadā un bija pirmais Skotijas Inženieru institūta prezidents.

Papildus viņa milzīgajai zinātniskajai un akadēmiskajai darbībai Randeins ļoti mīlēja mūziku gan kā izpildītājs, gan kā komponists. Tādējādi viņš sacerēja dziesmu ar nosaukumu "Trīs pēdu likums", kurā viņš aizstāv britu tradīcijas par saviem pasākumiem, kurus apdraud iebrukums simtdaļīgajā sistēmā.

Rankine skalas temperatūru konvertēšana

No Rankine līdz Celsius, Fahrenheit un Kelvin

Uz Celsiju

= (- 491,67) ∙ 5/9

Vērtība 491,67 ir vienāda ar 459,67 (Rankine absolūtā nulle) plus 32ºF (ūdens sasalšanas temperatūra). 5/9 ir konversijas koeficients no grādiem pēc Celsija līdz Rankine vai Fārenheita grādiem; jo šajās temperatūras skalās 100 ºC ir ekvivalents 180 ° R vai ºF.

Uz Farenheitu

= - 459,67

Uz Kelvinu

= ∙ 5/9

No Celsija, Fārenheita un Kelvina līdz Rankine.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Vērtība 273.15 ir absolūta nulle Kelvina temperatūras skalā. 9/5 ir konversijas koeficients, jo 180 ° F vai ºR ir vienāda ar 100 ° C.

- = + 459,67

- = ∙ 9/5

Piemēri dažādu temperatūru salīdzināšanai ar dažādiem mērogiem

Absolūtā nulle

-Kelvins 0 (pēc definīcijas).

-Celsija -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459.67ºF.

-Rankīns 0 ºR (pēc definīcijas).

Sālījuma sasalšanas temperatūra

(Farenheita skalas nulles punkts)

-Kelvins: 255,37 K.

-Celsijs: -17,78 ° C.

-Farenheits: 0º F

-Rankīns: 459,67 ºR.

Ūdens sasalšanas temperatūra

-Kelvins: 273.15 K.

-Celsijs: 0 ºC.

-Farenheits: 32ºF.

-Rankīns: 459,67 ºR.

Ūdens trīskāršais punkts

-Kelvins: 273,16 K.

-Celsijs: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018ºF.

-Rankīns: 491,688 ºR.

Ūdens viršanas temperatūra

-Kelvins: 373.1339 K.

-Celsijs: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ° F.

-Rankīns: 671,64102 ° R.

Cilvēka ķermeņa temperatūra

-Kelvins: 310 K.

-Celsijs: 37 ° C.

-Farenheits: 98º F

-Rankīns: 558 ºR.

Atsauces

1. Wikipedia. (2019. gads). Rankins uzkāpa. Atgūts no: en.wikipedia.org
2. Marija del Rosario. (2010. gada 13. oktobris). Rankine. Atgūts no: quimistorias.blogspot.com
3. Glāzgovas universitāte. (sf). Makvīns Rankins. Atgūts no: Universitystory.gla.ac.uk
4. Zamboni, Jon. (2018. gada 26. aprīlis). Četri temperatūras skalas veidi. Zinātne. Atgūts no: sciencing.com
5. SIA Wight Hat (2018). Farenheita līdz Rankine. Metrikas reklāmguvumi. Atgūts no: metric-conversions.org
6. Hitlers D., Tots G. (2016). Temperatūras skalas un to izgudrotāji. Philatelia Chimica et physica, vol. 37, Nr. 2. Pavasaris.