ระดับ Rankine คืออะไร (พร้อมตัวอย่างการแปลง)

ระดับ Rankine มันเป็นมาตราส่วนอุณหภูมิสัมบูรณ์ทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งค่าทั้งหมดนั้นเป็นค่าบวกเนื่องจากถูกเรียกว่าศูนย์สัมบูรณ์ อุณหภูมิทางทฤษฎีที่ต่ำที่สุดที่ร่างกายสามารถเข้าถึงได้ แต่การทดลองและทางอุณหพลศาสตร์ไม่สามารถทำได้.

มันถูกเสนอในปี 1859 โดยวิศวกรชาวสก็อต William John MacQuorn Rankine (ภาพล่าง) สิบเอ็ดปีหลังจาก William Thomson (Lord Kelvin, 1848) ตีพิมพ์สเกลของอุณหภูมิที่แน่นอนตามองศาเซลเซียส, ° C.

ศูนย์สัมบูรณ์ในระดับเคลวินมีค่า -273.15 ° C อุณหภูมิที่เหลือของสเกลนี้จะได้รับโดยการเพิ่ม 273.15 ให้กับค่าของอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส (หรือที่รู้จักกันดีในชื่อเซนติเกรด).

มาตราส่วน Rankine เกี่ยวข้องกับคะแนนฟาเรนไฮต์ ดังนั้นค่าสัมบูรณ์ที่เป็นศูนย์สำหรับสเกลนี้แสดงเป็นองศาฟาเรนไฮต์ นี่คือ -459.67 ºF ดังนั้นเพื่อให้ได้อุณหภูมิอื่น ๆ ก็เพียงพอที่จะเพิ่ม 459.67 ให้กับค่าของอุณหภูมิ (° R = ° F + 459.67).

เกรด Rankine มาเพื่อใช้ในกิจกรรมวิศวกรรมในสหรัฐอเมริกาและอังกฤษ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันการใช้งานได้หายไปในทางปฏิบัติ.

ดัชนี

• 1 Rankine และเครื่องชั่งอุณหภูมิอื่น ๆ
  • 1.1 องศาเซลเซียส
  • 1.2 ฟาเรนไฮต์
  • 1.3 Rankine
  • 1.4 ศูนย์สัมบูรณ์
• 2 William John Macquorn Rankine
• 3 การแปลงอุณหภูมิระดับ Rankine
  • 3.1 จากแรนคินถึงเซลเซียสฟาเรนไฮต์และเคลวิน
  • 3.2 องศาเซลเซียสฟาเรนไฮต์และเคลวินถึงแรนคิน.  
• 4 ตัวอย่างการเปรียบเทียบอุณหภูมิหลายระดับที่มีสเกลต่างกัน
  • 4.1 ศูนย์สัมบูรณ์
  • 4.2 จุดเยือกแข็งน้ำเกลือ
  • 4.3 จุดเยือกแข็งของน้ำ
  • 4.4 จุดน้ำสามจุด
  • 4.5 จุดเดือดของน้ำ
  • 4.6 อุณหภูมิของร่างกายมนุษย์
• 5 อ้างอิง

Rankine และเครื่องชั่งอุณหภูมิอื่น ๆ

เซลเซียส

Andrés Celsius ตีพิมพ์สเกลของเขาในปี 1742 โดยสังเกตอุณหภูมิน้ำเดือดเป็น0ºCและอุณหภูมิแช่แข็งเท่ากับ100ºC แต่ Jean-Pierre Christin (1743) และ Carlos Linnaeus (1745) วางระดับอุณหภูมิในรูปแบบตรงกันข้ามซึ่งเป็นที่รู้จักกันในปัจจุบัน.

ฟาเรนไฮต์

มาตราส่วนฟาเรนไฮต์ถูกเสนอโดย Daniel Gabriel Fahrenheit ในปี 1724 สเกลกำหนดอุณหภูมิ 32 ° F เป็นจุดเยือกแข็งของน้ำและอุณหภูมิเดือดของน้ำ 212 ° F.

ฟาเรนไฮต์ระบุว่าส่วนผสมของน้ำน้ำแข็งและเกลือแอมโมเนียมมีอุณหภูมิ 0 ° F ในขณะที่ส่วนผสมของน้ำและน้ำแข็งมันมีอุณหภูมิ32ºF.

แร

องศาแรนคินมักแสดงเป็น° R หรือเพียงแค่เป็นหน่วย R อย่างไรก็ตามสำหรับเคลวินองศาในความเป็นจริงพวกเขามักจะเรียกว่าเคลวินเท่านั้นและเขียน K และไม่ใช่° K.

นอกจากนี้สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติไม่แนะนำให้ใช้สัญลักษณ์องศาเมื่อใช้ระดับอุณหภูมิ Rankine ในสิ่งพิมพ์ NIST.

การถ่ายเทความร้อนด้วยรังสีการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์ระบายความร้อนคาร์โนต์และค่าสัมประสิทธิ์การทำงานของปั๊มความร้อนจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสัมบูรณ์ในองศา Rankine เมื่อทำงานในระบบวิศวกรรมอเมริกัน.

ในสาขาวิศวกรรมของสหรัฐอเมริกาบางแห่งพวกเขาวัดอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์โดยใช้ระดับอุณหภูมิ Rankine อย่างไรก็ตามทั่วโลกวิทยาศาสตร์อุณหภูมิอุณหพลศาสตร์ถูกวัดโดยใช้ระดับเคลวิน.

รวมมันได้รับการระบุว่าระดับอุณหภูมิ Rankine ถูกนำมาใช้เป็นหลักเนื่องจากความสัมพันธ์กับระดับอุณหภูมิฟาเรนไฮต์.

ศูนย์สัมบูรณ์

เครื่องชั่งอุณหภูมิของ Kelvin และ Rankine มีค่าสัมบูรณ์เป็นจุดเริ่มต้น แต่สิ่งที่เป็นศูนย์คืออะไร?

ศูนย์สัมบูรณ์เป็นอุณหภูมิต่ำสุดที่สามารถเข้าถึงได้ ว่ากันว่าพลังงานภายในของระบบถึงระดับต่ำสุดโดยขาดอนุภาคของการเคลื่อนไหว การสั่นสะเทือนและการเคลื่อนที่ทั้งหมดจะถูกแช่แข็ง.

ตามกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ศูนย์สัมบูรณ์เป็นข้อ จำกัด ที่ไม่สามารถบรรลุได้.

อุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์คือ 5 is 10^-10 K เหนือศูนย์สัมบูรณ์ซึ่งได้รับในห้องปฏิบัติการ MIT ในปี 2003 โดยการทำให้แก๊สเย็นลงในสนามแม่เหล็ก.

William John Macquorn Rankine

ใครคือวิลเลียมจอห์นแมคควอร์น Rankine (2363-2415)? เขาเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกการศึกษาอุณหพลศาสตร์ เขาพัฒนาทฤษฎีที่สมบูรณ์เกี่ยวกับเครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์ระบายความร้อนเช่นเดียวกับพลังงานความร้อน.

แรนคินเกิดในเอดินเบอระสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยในเมืองนั้น เขาทำงานเป็นวิศวกรโยธาและตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับหัวข้อของวิศวกรรมเชิงปฏิบัติและฟิสิกส์โมเลกุลเช่นเดียวกับอุณหพลศาสตร์.

ใน 1,855 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นประธานของวิศวกรรมโยธาและเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์.

เขาเขียนบทความและคู่มือทางวิทยาศาสตร์มากกว่า 150 รายการรวมทั้งหนังสือสำหรับใช้งานนักเรียนของเขา เขาได้รับเลือกเข้าสู่ราชสมาคมในปี ค.ศ. 1853 และเป็นประธานาธิบดีคนแรกของสถาบันวิศวกรแห่งสกอตแลนด์.

นอกเหนือจากกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และวิชาการอันยิ่งใหญ่ของเขาแล้วแรนคินยังชื่นชอบดนตรีทั้งในฐานะนักแสดงและนักแต่งเพลง ดังนั้นเขาจึงแต่งเพลงที่เรียกว่า "กฎสามฟุต" ซึ่งเขาปกป้องประเพณีของอังกฤษเกี่ยวกับมาตรการของเขาที่ถูกคุกคามโดยการบุกรุกของระบบที่เป็นศูนย์กลาง.

การแปลงอุณหภูมิระดับ Rankine

จากแรนคินถึงเซลเซียสฟาเรนไฮต์และเคลวิน

A เซลเซียส

[º C] = ([ºR] - 491.67) ∙ 5/9

ค่า 491.67 เท่ากับ 459.67 (ศูนย์สัมบูรณ์ของแรนคิน) บวก 32 (F (อุณหภูมิแช่แข็งของน้ำ) และ 5/9 เป็นตัวคูณการแปลงขององศาเซลเซียสเป็น Rankine หรือองศาฟาเรนไฮต์ ตั้งแต่ที่ระดับอุณหภูมิเหล่านี้ 100 ºCเท่ากับ 180 ° R หรือºF.

ฟาเรนไฮต์

[ºF] = [° R] - 459.67

ถึงเคลวิน

[K] = [ºR] ∙ 5/9

จากเซลเซียสฟาเรนไฮต์และเคลวินถึงแรนคิน.  

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

ค่า 273.15 เป็นศูนย์สัมบูรณ์ในระดับอุณหภูมิเคลวิน และ 9/5 เป็นปัจจัยการแปลงเนื่องจาก180ºFหรือºRเท่ากับ100ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459.67

-[ºR] = [K] ∙ 9/5

ตัวอย่างการเปรียบเทียบอุณหภูมิหลายระดับกับเครื่องชั่งที่แตกต่างกัน

ศูนย์สัมบูรณ์

-เคลวิน 0 (ตามคำนิยาม).

-เซลเซียส -273.15 ºC.

-ฟาเรนไฮต์ -459.67 ºF.

-อันดับ 0 ºR (ตามคำจำกัดความ).

จุดเยือกแข็งของน้ำเกลือ

(จุดศูนย์ของระดับฟาเรนไฮต์)

-เคลวิน: 255.37 K.

-เซลเซียส: -17.78 ºC.

-ฟาเรนไฮต์: 0º F.

-อันดับ: 459.67 ºR.

จุดเยือกแข็งของน้ำ

-เคลวิน: 273.15 K.

-เซลเซียส: 0 ºC.

-ฟาเรนไฮต์: 32ºF.

-อันดับ: 459.67 ºR.

จุดน้ำสามจุด

-เคลวิน: 273.16 K.

-เซลเซียส: 0.01 ºC.

-ฟาเรนไฮต์: 32,018 ºF.

-อันดับ: 491,688 ºR.

จุดเดือดของน้ำ

-เคลวิน: 373,1339 K.

-เซลเซียส: 99.9839 ºC.

-ฟาเรนไฮต์: 211.97102 ºF.

-อันดับ: 671.64102 ºR.

อุณหภูมิของร่างกายมนุษย์

-เคลวิน: 310 เค.

-เซลเซียส: 37ºC.

-ฟาเรนไฮต์: 98 º F..

-อันดับ: 558 ºR.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2019) แรนคิ่นปีน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
2. มาเรียเดลโรซาริโอ (13 ตุลาคม 2010) แร กู้คืนจาก: quimistorias.blogspot.com
3. มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ ( N.d. ) Macquorn Rankine สืบค้นจาก: universitystory.gla.ac.uk
4. แซมโบนีจอน (26 เมษายน 2018) เครื่องชั่งอุณหภูมิสี่ประเภท Sciencing สืบค้นจาก: sciencing.com
5. Wight Hat Ltd. (2018) ฟาเรนไฮต์ถึง Rankine การแปลงการวัด สืบค้นจาก: metric-conversions.org
6. Hillger D. , Toth G. (2016) เครื่องชั่งอุณหภูมิและนักประดิษฐ์ Philatelia Chimica et physica, vol 37, No 2 Spring.