CARE ESTE SCARA DE CLASAMENT? (CU EXEMPLE DE CONVERSII) - CHIMIE - 2025

Scala Rankine este o scală absolută de temperatură termodinamică , în care toate valorile sale sunt pozitive, deoarece acestea sunt menționate la zero absolut; cea mai mică temperatură teoretică pe care o poate atinge un corp, dar care este imposibil de atins experimental și termodinamic.

A fost propus în 1859 de inginerul scoțian William John MacQuorn Rankine (imaginea de jos), la unsprezece ani după ce William Thomson (Lord Kelvin, 1848) a publicat scala sa absolută de temperatură în funcție de grade Celsius, ° C.

William John MacQuorn Rankine. Sursa: William Rankine

Zero absolut pe scara kelvină are o valoare de -273,15 ° C. Restul temperaturilor pe această scală se obțin prin adăugarea a 273,15 la valoarea temperaturilor în grade Celsius (sau mai bine zis ca centigrad).

Scara Rankine este legată de grade Fahrenheit. Prin urmare, valoarea zero absolută pentru această scală este exprimată în grade Fahrenheit; aceasta este -459.67ºF. Astfel, pentru a obține celelalte temperaturi, este suficient să adăugați 459.67 la valoarea temperaturilor (° R = ° F + 459.67).

Gradele de clasament au fost utilizate în activitățile de inginerie din Statele Unite și Anglia. Cu toate acestea, astăzi utilizarea sa este practic dispărută.

Rankine și alte scale de temperatură

Celsius

Andrés Celsius și-a publicat scala în 1742, indicând temperatura de fierbere a apei ca 0 ºC și temperatura de înghețare ca 100 ºC. Însă Jean-Pierre Christin (1743) și Carlos Linneo (1745) au plasat scara temperaturii în sens invers, așa cum este cunoscut astăzi.

Fahrenheit

Scala Fahrenheit a fost propusă de Daniel Gabriel Fahrenheit în 1724. Scara stabilește o temperatură de 32ºF ca punct de îngheț al apei, iar punctul de fierbere al apei 212ºF.

Fahrenheit a remarcat că un amestec de apă, gheață și o sare de amoniu au o temperatură de 0ºF; în timp ce un amestec de apă și gheață, acesta a avut o temperatură de 32ºF.

Rankine

Gradele de rangină sunt, de asemenea, deseori exprimate ca ° R sau pur și simplu unități R. Cu toate acestea, pentru grade Kelvin, acestea sunt de fapt adesea denumite doar Kelvin și sunt scrise K și nu ° K.

Chiar și Institutul Național de Standarde și Tehnologie recomandă să nu folosiți simbolul gradului atunci când utilizați scala de temperatură Rankine în publicațiile NIST.

Transferul de căldură prin radiație, schimbarea entropiei, eficiența termică a motorului de căldură Carnot și coeficientul de performanță al pompei de căldură necesită utilizarea temperaturii absolute în grade Rankine atunci când lucrați la sistemul american de inginerie. .

În unele domenii de inginerie din Statele Unite, acestea măsoară temperatura termodinamică folosind scala de temperatură Rankine; cu toate acestea, în întreaga lume științifică, temperatura termodinamică este măsurată folosind scala Kelvin.

S-a subliniat chiar că scala de temperatură Rankine este utilizată mai ales datorită relației sale cu scara de temperatură Fahrenheit.

Zero absolut

Scalele de temperatură Kelvin și Rankine încep de la zero absolut. Dar ce este zero nebunesc?

Zero absolut este cea mai scăzută temperatură care poate fi atinsă. Se spune că energia internă a sistemului atinge cel mai scăzut nivel, lipsind particulele de mișcare; toate vibrațiile și mișcările sale ar fi înghețate.

Conform celei de-a treia legi a termodinamicii, zero absolut este o limită de neatins.

Temperatura cea mai apropiată de zero absolut este de 5 ∙ 10 ^-10 K peste zero absolut, obținut într - un laborator MIT în 2003, prin răcirea unui gaz într - un câmp magnetic.

William John Macquorn Rankine

Cine a fost William John Macquorn Rankine (1820-1872)? A fost unul dintre pionierii în studiul termodinamicii. A elaborat o teorie completă asupra motoarelor cu abur și a motoarelor de căldură, precum și asupra energiei termice.

Născut în Edinburgh, Rankine a fost educat la Universitatea din acel oraș. A lucrat ca inginer civil și a publicat articole pe teme de inginerie practică, și mai târziu despre fizică moleculară, precum și despre termodinamică.

În 1855 a fost numit președinte al catedrei de inginerie civilă și mecanică la Universitatea din Glasgow.

A scris peste 150 de articole și manuale științifice, precum și cărți pentru utilizarea studenților săi. A fost ales în Royal Society în 1853 și a fost primul președinte al instituției scoțiene a inginerilor.

Pe lângă imensa sa activitate științifică și academică, Rankine era foarte iubit de muzică, atât ca interpret, cât și ca compozitor. Astfel, el a compus o melodie numită „The Three Foot Rule”, unde apără tradiția britanică a măsurilor sale amenințate de invazia sistemului centesimal.

Conversia temperaturilor la scară Rankine

De la Rankine la Celsius, Fahrenheit și Kelvin

Celsius

= (- 491,67) ∙ 5/9

Valoarea 491.67 este egală cu 459.67 (Rankine zero zero) plus 32ºF (temperatura de înghețare a apei). Iar 5/9 este un factor de conversie de la grade Celsius la grade Rankine sau Fahrenheit; deoarece, în aceste scale de temperatură, 100 ºC este echivalent cu 180 ° R sau ºF.

Pentru Fahrenheit

= - 459.67

Pentru Kelvin

= ∙ 5/9

De la Celsius, Fahrenheit și Kelvin până la Rankine.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Valoarea 273.15 este zero absolută pe scala de temperatură Kelvin. Și 9/5 este un factor de conversie, deoarece 180ºF sau ºR este egal cu 100ºC.

- = + 459.67

- = ∙ 9/5

Exemple de comparare a diferitelor temperaturi cu diferite scale

Zero absolut

-Kelvin 0 (prin definiție).

-Celsius -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459.67ºF.

-Rankine 0 ºR (prin definiție).

Punctul de îngheț a saramurii

(Punctul zero al Scării Fahrenheit)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Punctul de îngheț al apei

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Punct triplu de apă

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018ºF.

-Rankine: 491.688 ºR.

Punctul de fierbere a apei

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celsius: 99.9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ° F.

-Rankine: 671.64102 ° R.

Temperatura corpului uman

-Kelvin: 310 K

-Celsius: 37 ° C.

-Fahrenheit: 98º F.

-Rankine: 558 ºR.

Referințe

1. Wikipedia. (2019). Rankin urcă. Recuperat de la: en.wikipedia.org
2. Maria del Rosario. (13 octombrie 2010). Rankine. Recuperat de la: quimistorias.blogspot.com
3. Universitatea din Glasgow. (Sf). Macquorn Rankine. Recuperat din: universitateastory.gla.ac.uk
4. Zamboni, Jon. (26 aprilie 2018). Cele patru tipuri de scale de temperatură. Sciencing. Recuperat de la: știința.com
5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit către Rankine. Conversii metrice. Recuperat de la: metric-conversions.org
6. Hillger D., Toth G. (2016). Cantare de temperatură și inventatori. Philatelia Chimica et physica, vol. 37, nr. 2. Spring.