VAD ÄR DEN RANKADE SKALAN? (MED EXEMPEL PÅ OMVANDLINGAR) - KEMI - 2026

Den Rankine är en absolut skala för termodynamisk temperatur där alla dess värden är positiva, eftersom de hänvisas till absolut noll; den lägsta teoretiska temperaturen som en kropp kan nå, men som experimentellt och termodynamiskt är omöjligt att uppnå.

Det föreslogs 1859 av den skotska ingenjören William John MacQuorn Rankine (nedre bild), elva år efter att William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publicerade sin absoluta temperaturskala som en funktion av grader Celsius, ° C.

William John MacQuorn Rankine. Källa: William Rankine

Absolut noll på kelvin-skalan har ett värde av -273,15 ° C. Resten av temperaturerna på denna skala erhålls genom att lägga till 273,15 till värdet på temperaturerna i grader Celsius (eller bättre känd som Celsius).

Rankine-skalan är relaterad till grader Fahrenheit. Därför uttrycks det absoluta nollvärdet för denna skala i grader Fahrenheit; detta är -459,67ºF. För att erhålla de andra temperaturerna räcker det således att lägga till 459,67 till värdet på temperaturerna (° R = ° F + 459,67).

Rankine grader användes i ingenjörsverksamhet i USA och England. Men idag är dess användning praktiskt taget utrotad.

Rankine och andra temperaturskalor

Celsius

Andrés Celsius publicerade sin skala 1742, vilket indikerade koktemperaturen för vatten som 0 ºC och dess frysetemperatur som 100 ºC. Men Jean-Pierre Christin (1743) och Carlos Linneo (1745) placerade temperaturskalan i omvänd riktning, som den är känd idag.

Fahrenheit

Fahrenheit-skalan föreslogs av Daniel Gabriel Fahrenheit 1724. Skalan fastställer en temperatur på 32 ºF som vattenets fryspunkt och kokpunkten för vatten 212 ºF.

Fahrenheit noterade att en blandning av vatten, is och ett ammoniumsalt hade en temperatur på 0 ° F; medan en blandning av vatten och is hade den en temperatur på 32 ° F.

Rankine

Rankingrader uttrycks också ofta som ° R eller helt enkelt R-enheter. För Kelvin-grader benämns de ofta bara Kelvin och skrivs K och inte ° K.

Till och med National Institute of Standards and Technology rekommenderar att man inte använder examenssymbolen när man använder Rankine-temperaturskalan i NIST-publikationer.

Strålningsvärmeöverföring, förändring av entropi, värmeeffektivitet i Carnot-värmemotorn och prestandakoefficient för värmepump kräver användning av absolut temperatur i grader Rankine när man arbetar med American Engineering System. .

I vissa tekniska fält i USA mäter de termodynamisk temperatur med hjälp av Rankine-temperaturskalan; i hela den vetenskapliga världen mäts dock termodynamisk temperatur med hjälp av Kelvin-skalan.

Det har till och med påpekats att Rankine-temperaturskalan används främst på grund av dess förhållande till Fahrenheit-temperaturskalan.

Absolut noll

Kelvin- och Rankine-temperaturskalorna börjar på absolut noll. Men vad är smyg noll?

Absolutt noll är den lägsta temperaturen som möjligen kan uppnås. Det sägs att systemets inre energi når sin lägsta nivå, saknar rörelsepartiklar; alla dess vibrationer och rörelser skulle frysas.

Enligt termodynamikens tredje lag är absolut noll en ouppnåelig gräns.

Temperaturen närmast absolut noll är 5 is 10 ^-10 K över absolut noll, erhållen i ett MIT-laboratorium 2003, genom att kyla en gas i ett magnetfält.

William John Macquorn Rankine

Vem var William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Han var en av pionjärerna i studiet av termodynamik. Han utvecklade en fullständig teori om ångmotor och värmemotorer samt om termisk energi.

Född i Edinburgh, utbildades Rankine vid universitetet i staden. Han arbetade som civilingenjör och publicerade artiklar om praktiska tekniska ämnen och senare om molekylär fysik samt termodynamik.

1855 utnämndes han till ordförande för ordföranden för civil- och maskinteknik vid universitetet i Glasgow.

Han skrev mer än 150 vetenskapliga artiklar och manualer, såväl som böcker för användning av sina studenter. Han valdes till Royal Society 1853 och var den första presidenten i Scottish Institution of Engineers.

Förutom sin enorma vetenskapliga och akademiska aktivitet var Rankine mycket förtjust i musik, både som artist och kompositör. Således komponerade han en låt som heter "The Three Foot Rule", där han försvarar den brittiska traditionen för sina åtgärder som hotas av invasionen av det centesimala systemet.

Omvandling av Rankine skalatemperaturer

Från Rankine till Celsius, Fahrenheit och Kelvin

Till Celsius

= (- 491,67) ∙ 5/9

Värdet 491,67 är lika med 459,67 (Rankine absolut noll) plus 32 ° F (frysetemperatur för vatten). Och 5/9 är en omvandlingsfaktor från grader Celsius till grader Rankine eller Fahrenheit; eftersom 100 ° C i dessa temperaturskalor motsvarar 180 ° R eller ºF.

Till Fahrenheit

= - 459,67

Till Kelvin

= ∙ 5/9

Från Celsius, Fahrenheit och Kelvin till Rankine.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Värdet 273,15 är absolut noll på Kelvin-temperaturskalan. Och 9/5 är en omvandlingsfaktor, eftersom 180 ° F eller ºR är lika med 100 ° C.

- = + 459,67

- = ∙ 9/5

Exempel på jämförelse av olika temperaturer med olika skalor

Absolut noll

-Kelvin 0 (per definition).

-Celsius -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67ºF.

-Rankin 0 ºR (per definition).

Saltlake-fryspunkt

(Nollpunkt i Fahrenheit-skalan)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Fryspunkt för vatten

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Triple point of water

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018ºF.

-Rankin: 491.688 ºR.

Kokpunkt med vatten

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celsius: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ° F.

-Rankin: 671.64102 ° R.

Mänsklig kroppstemperatur

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C

-Fahrenheit: 98º F.

-Rankine: 558 ºR.

referenser

1. Wikipedia. (2019). Rankin klättrade. Återställd från: en.wikipedia.org
2. Maria del Rosario. (13 oktober 2010). Rankine. Återställs från: quimistorias.blogspot.com
3. University of Glasgow. (Sf). Macquorn Rankine. Återställs från: universitystory.gla.ac.uk
4. Zamboni, Jon. (26 april 2018). De fyra typerna av temperaturskalor. Sciencing. Återställd från: sciencing.com
5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit till Rankine. Metriska omvandlingar. Återställs från: metric-conversions.org
6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturskalor och deras uppfinnare. Philatelia Chimica et physica, vol 37, nr 2. Spring.