MIKÄ ON RANKINE-ASTEIKKO? (ESIMERKKEJÄ TULOKSISTA) - KEMIA - 2026

ORC-asteikko on ehdoton asteikolla termodynaamisen lämpötilan, jossa kaikki arvot ovat positiivisia, koska ne ovat tarkoitetut absoluuttista nolla; alin teoreettinen lämpötila, jonka kehon voi saavuttaa, mutta jota kokeellisesti ja termodynaamisesti on mahdoton saavuttaa.

Skotlantilainen insinööri William John MacQuorn Rankine (alakuva) ehdotti sitä vuonna 1859, yksitoista vuotta sen jälkeen, kun William Thomson (Lord Kelvin, 1848) julkaisi absoluuttisen lämpötilansa asteen Celsius-asteen, ° C funktiona.

William John MacQuorn Rankine. Lähde: William Rankine

Kelvin-asteikon absoluuttisen nollan arvo on -273,15 ° C. Loput lämpötilat tällä asteikolla saadaan lisäämällä 273,15 lämpötilojen arvoon celsiusasteina (tai tunnetaan paremmin celsiusasteina).

Rankine-asteikko liittyy Fahrenheit-asteisiin. Siksi tämän asteikon absoluuttinen nolla-arvo ilmaistaan ​​Fahrenheit-asteina; tämä on -459,67ºF. Siten muiden lämpötilojen saamiseksi riittää, että lisätään 459,67 lämpötilojen arvoon (° R = ° F + 459,67).

Rankine-tutkinnot tulivat käyttöön suunnittelutoiminnassa Yhdysvalloissa ja Englannissa. Nykyään sen käyttö on käytännössä sukupuuttoon.

Rankiini ja muut lämpötila-asteikot

celsius

Andrés Celsius julkaisi asteikonsa vuonna 1742, ilmoittaen veden kiehumislämpötilaksi 0 ºC ja sen jäätymislämpötilaan 100 ºC. Mutta Jean-Pierre Christin (1743) ja Carlos Linneo (1745) asettivat lämpötila-asteikon päinvastaiseksi, kuten nykyään tunnetaan.

Fahrenheit

Fahrenheit-asteikon ehdotti Daniel Gabriel Fahrenheit vuonna 1724. Asteikko asettaa lämpötilan 32ºF veden jäätymispisteeksi ja veden kiehumispisteen 212ºF.

Fahrenheit totesi, että veden, jään ja ammoniumsuolan seoksen lämpötila oli 0 ° F; kun taas veden ja jään seos, sen lämpötila oli 32 ºF.

Rankinen

Rankine-asteet ilmaistaan ​​myös usein ° R tai yksinkertaisesti R-yksikköinä, mutta Kelvin-asteille niitä tosiasiassa kutsutaan usein vain nimellä Kelvin, ja ne kirjoitetaan K: ksi eikä ° K.

Jopa kansallinen standardi- ja teknologiainstituutti suosittelee, ettei astetunnusta käytetä, kun käytetään Rankine-lämpötila-asteikkoa NIST-julkaisuissa.

Säteilylämmönsiirto, entropian muutos, Carnot-lämpömoottorin lämpötehokkuus ja lämpöpumpun suorituskerroin edellyttävät absoluuttisen lämpötilan käyttöä Rankine-asteina työskennellessään amerikkalaisessa tekniikkajärjestelmässä..

Joillakin Yhdysvaltojen tekniikan aloilla ne mittaavat termodynaamisen lämpötilan Rankine-lämpötila-asteikolla; termodynaaminen lämpötila mitataan kuitenkin koko tiedemaailmassa Kelvin-asteikolla.

On jopa huomautettu, että Rankine-lämpötila-asteikkoa käytetään pääasiassa sen suhteen Fahrenheit-lämpötila-asteikkoon.

Absoluuttinen nolla

Kelvin- ja Rankine-lämpötila-asteikot alkavat absoluuttisesta nollasta. Mutta mikä on sneaky nolla?

Absoluuttinen nolla on alin mahdollinen lämpötila, joka voidaan saavuttaa. Sanotaan, että järjestelmän sisäinen energia saavuttaa alimman tason, josta puuttuvat liikkeen hiukkaset; kaikki sen värähtelyt ja liikkeet olisivat jäätyneet.

Termodynamiikan kolmannen lain mukaan absoluuttinen nolla on saavuttamaton raja.

Lämpötila, joka on lähinnä absoluuttista nollaa, on 5 · ^10–10 K absoluuttisen nollan yläpuolella, saatu MIT-laboratoriossa vuonna 2003, jäähdyttämällä kaasua magneettikentässä.

William John Macquorn Rankine

Kuka oli William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Hän oli yksi termodynamiikan tutkimuksen edelläkävijöistä. Hän kehitti täydellisen teorian höyry- ja lämpömoottoreista sekä lämpöenergiasta.

Edinburghissa syntynyt Rankine sai koulutuksen kyseisen kaupungin yliopistossa. Hän työskenteli rakennusinsinöörinä ja julkaisi artikkeleita käytännön tekniikan aiheista, myöhemmin molekyylifysiikasta sekä termodynamiikasta.

Vuonna 1855 hänet nimitettiin Glasgow'n yliopiston rakennustekniikan puheenjohtajaksi.

Hän kirjoitti yli 150 tieteellistä artikkelia ja käsikirjaa sekä kirjoja opiskelijoidensa käyttöön. Hänet valittiin kuninkaalliseen seuraan vuonna 1853 ja hän oli Skotlannin insinöörien ensimmäisen presidentti.

Valtavan tieteellisen ja akateemisen aktiivisuutensa lisäksi Rankine piti musiikista niin esiintyjänä kuin säveltäjänä. Siksi hän sävelsi kappaleen nimeltä "Kolme jalkaa", jossa hän puolustaa brittiläistä perinnettä toimenpiteistään, joita uhkaa centesimaalisen järjestelmän hyökkäys.

Rankine-asteikon lämpötilojen muuntaminen

Rankineista Celsiukseen, Fahrenheitiin ja Kelviniin

Celsiukseen

= (- 491,67) 5/9

Arvo 491,67 on yhtä suuri kuin 459,67 (Rankine-absoluuttinen nolla) plus 32ºF (veden jäätymislämpötila). Ja 5/9 on muuntokerroin Celsius-asteista Rankine- tai Fahrenheit-asteiksi; koska näissä lämpötila-asteikoissa 100 ºC vastaa 180 ° R tai ºF.

Fahrenheitille

= - 459,67

Kelvinille

= ∙ 5/9

Celsiuksesta, Fahrenheitistä ja Kelvinistä Rankineen.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Arvo 273,15 on absoluuttinen nolla Kelvin-lämpötila-asteikolla. Ja 9/5 on muuntokerroin, koska 180ºF tai ºR on 100ºC.

- = + 459,67

- = ∙ 9/5

Esimerkkejä eri lämpötilojen vertailusta eri asteikkoon

Absoluuttinen nolla

-Kelvin 0 (määritelmän mukaan).

-Celsius -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459,67ºF.

-Rankiini 0 ° R (määritelmän mukaan).

Suolaveden jäätymispiste

(Fahrenheit-asteikon nollakohta)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C.

-Fahrenheit: 0ºF

-Rankiini: 459,67 ° R.

Veden jäätymispiste

-Kelvin: 273,15 K.

-Selsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankiini: 459,67 ° R.

Kolminkertainen vesipiste

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018ºF.

-Rankiini: 491,688 ° R.

Veden kiehumispiste

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211,97102 ° F.

-Rankiini: 671,64102 ° R.

Ihmisen kehon lämpötila

-Kelvin: 310 K.

-Selsius: 37 ° C.

-Fahrenheit: 98º F.

-Rankiini: 558 ° R.

Viitteet

1. Wikipedia. (2019). Rankin kiipesi. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
2. Maria del Rosario. (13. lokakuuta 2010). Rankinen. Palautettu osoitteesta: quimistorias.blogspot.com
3. Glasgow'n yliopisto. (SF). Macquorn Rankine. Palautettu osoitteesta: Universitystory.gla.ac.uk
4. Samboni, Jon. (26. huhtikuuta 2018). Lämpötilavaakojen neljä tyyppiä. Sciencing. Palautettu osoitteesta: sciencing.com
5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit - Rankine. Metriset tulokset. Palautettu osoitteesta: metric-conversions.org
6. Hillger D., Toth G. (2016). Lämpötilavaa'at ja niiden keksijät. Philatelia Chimica et physica, osa 37, nro 2. Kevät.