- Ранкін та інші шкали температури
- Цельсія
- Фаренгейт
- Ранкін
- Абсолютний нуль
- Вільям Джон Маккорн Ранкін
- Перетворення температур шкали Ранкіна
- Від Ранкіна до Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна
- До Цельсія
- До Фаренгейта
- Келвіну
- Від Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна до Ранкіна.
- Приклади порівняння різних температур з різними масштабами
- Абсолютний нуль
- Точка замерзання розсолу
- Точка замерзання води
- Потрійна точка води
- Точка кипіння води
- Температура тіла людини
- Список літератури
Шкала Ренкина є абсолютною шкалою термодинамічної температури , в якому всі його значення є позитивними, так як вони відносяться до абсолютного нуля; найнижчу теоретичну температуру, яку може досягти тіло, але якої експериментально та термодинамічно досягти неможливо.
Це було запропоновано в 1859 році шотландським інженером Вільямом Джоном МакКуорном Ранкіном (нижнє зображення), одинадцять років після того, як Вільям Томсон (лорд Келвін, 1848) опублікував свою абсолютну шкалу температур як функцію градусів Цельсія, ° С.
Вільям Джон МакКуорн Ранкін. Джерело: Вільям Ранкін
Абсолютний нуль за шкалою кельвіна має значення -273,15 ° C. Решта температур за цією шкалою отримують додаванням 273,15 до значення температур у градусах Цельсія (або більш відомого як градус Цельсія).
Шкала Ранкіна пов'язана з градусами Фаренгейта. Тому абсолютне нульове значення для цієї шкали виражається у градусах Фаренгейта; це -459,67ºF. Таким чином, для отримання інших температур досить додати 459,67 до значення температур (° R = ° F + 459,67).
Ранкінові ступені стали використовувати в інженерній діяльності в США та Англії. Однак сьогодні його використання практично вимерло.
Ранкін та інші шкали температури
Цельсія
Андрес Цельсій опублікував свою шкалу в 1742 році, вказавши температуру кипіння води як 0 ºC, а температуру замерзання - 100 ºC. Але Жан-П'єр Крістін (1743) та Карлос Ліннео (1745) поставили шкалу температури у зворотному напрямку, як це відомо сьогодні.
Фаренгейт
Шкала Фаренгейта була запропонована Даніелем Габріелем Фаренгейтом у 1724 р. Шкала встановлює температуру 32ºF як температуру замерзання води, а температуру кипіння води 212ºF.
Фаренгейт зазначив, що суміш води, льоду та амонієвої солі мала температуру 0ºF; тоді як суміш води та льоду мала температуру 32ºF.
Ранкін
Ранкинові градуси також часто виражаються як ° R або просто одиниці R, однак для градусів Кельвіна вони насправді часто називаються виключно Кельвіном, і пишуться K, а не ° K.
Крім того, Національний інститут стандартів і технологій рекомендує не використовувати символ градуса при використанні шкали температури Ранкіна в публікаціях NIST.
Радіаційний тепловіддача, зміна ентропії, теплова ефективність теплового двигуна Карно та коефіцієнт продуктивності теплового насоса вимагають використання абсолютної температури в градусах Ранкіну при роботі над Американською інженерною системою. .
У деяких інженерних галузях США вимірюють термодинамічну температуру за допомогою шкали температур Ранкіна; Однак у всьому науковому світі термодинамічну температуру вимірюють за шкалою Кельвіна.
Вже вказувалося, що шкала температур Ранкіна застосовується головним чином через її зв'язок зі шкалою температури Фаренгейта.
Абсолютний нуль
Шкала температури Кельвіна і Ранкіна починається з абсолютного нуля. Але що таке підлий нуль?
Абсолютний нуль - це найнижча температура, яку, можливо, можна досягти. Кажуть, що внутрішня енергія системи досягає найнижчого рівня, частинки не мають руху; всі його вібрації та рухи були б заморожені.
Відповідно до третього закону термодинаміки абсолютний нуль є недосяжною межею.
Температура, найближча до абсолютного нуля, становить 5 ∙ 10 -10 К вище абсолютного нуля, отримана в лабораторії MIT в 2003 році при охолодженні газу в магнітному полі.
Вільям Джон Маккорн Ранкін
Ким був Вільям Джон Маккорн Ранкін (1820-1872)? Він був одним із піонерів у вивченні термодинаміки. Він розробив повну теорію про паровий двигун і теплові двигуни, а також про теплову енергію.
Народився в Едінбурзі, Ранкін здобув освіту в університеті цього міста. Він працював будівельним інженером і публікував статті з практичних інженерних тем, а згодом з молекулярної фізики, а також з термодинаміки.
У 1855 році він був призначений президентом кафедри цивільного та машинобудування університету в Глазго.
Він написав понад 150 наукових статей та посібників, а також книг для використання своїми учнями. Він був обраний до Королівського товариства в 1853 році і був першим президентом Шотландської інституції інженерів.
Окрім своєї величезної наукової та академічної діяльності, Ранкін дуже любив музику і як виконавець, і як композитор. Таким чином, він склав пісню під назвою "Правило трьох футів", де він відстоює британську традицію своїх заходів, загрожених вторгненням в сотнюмальну систему.
Перетворення температур шкали Ранкіна
Від Ранкіна до Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна
До Цельсія
= (- 491,67) ∙ 5/9
Значення 491,67 дорівнює 459,67 (абсолютний нуль ранкіну) плюс 32ºF (температура замерзання води). І 5/9 - коефіцієнт перетворення від градусів Цельсія до градусів Ранкіну або Фаренгейта; оскільки в цих шкалах температури 100 ºC еквівалентно 180 ° R або ºF.
До Фаренгейта
= - 459,67
Келвіну
= ∙ 5/9
Від Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна до Ранкіна.
- = (+ 273,15) ∙ 9/5
Значення 273,15 - це абсолютний нуль за шкалою температури Кельвіна. І 9/5 є коефіцієнтом перетворення, оскільки 180ºF або ºR дорівнює 100ºC.
- = + 459,67
- = ∙ 9/5
Приклади порівняння різних температур з різними масштабами
Абсолютний нуль
-Келвін 0 (за визначенням).
-Цельсій -273,15 ° С.
-Фаренхейт -459.67ºF.
-Ранкін 0 ºR (за визначенням).
Точка замерзання розсолу
(Нульова точка Фаренгейтської шкали)
-Келвін: 255,37 К.
-Цельсій: -17,78 ° C.
-Fahrenheit: 0º F.
-Ранкін: 459,67 ºR.
Точка замерзання води
-Келвін: 273,15 К.
-Цельсій: 0 ºC.
-Фаренгейт: 32ºF.
-Ранкін: 459,67 ºR.
Потрійна точка води
-Келвін: 273,16 К.
-Цельсій: 0,01 ° С.
-Фаренхейт: 32.018ºF.
-Ранкін: 491.688 ºR.
Точка кипіння води
-Кельвін: 373.1339 К.
-Цельсій: 99,9839 ° С.
-Фаренхейт: 211,97102 ° F.
-Ранкін: 671,64102 ° Р.
Температура тіла людини
-Келвін: 310 К.
-Цельсій: 37 ° С.
-Фаренгейт: 98º F.
-Ранкін: 558 ºR.
Список літератури
- Вікіпедія. (2019). Ранкін піднявся. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Марія дель Росаріо. (13 жовтня 2010 р.). Ранкін. Відновлено з: quimistorias.blogspot.com
- Університет Глазго. (sf). Маккорн Ранкін. Відновлено: universitystory.gla.ac.uk
- Замбоні, Джон. (26 квітня 2018 р.). Чотири типи температурних шкал. Наукові роботи. Відновлено: sciaching.com
- ТОВ «Вайт Хат» (2018). Фаренгейта до Ранкіна. Конверсії метрики. Відновлено з: metric-conversions.org
- Хіллгер Д., Тот Г. (2016). Температурні шкали та їх винахідники. Philatelia Chimica et physica, т. 37, № 2. Весна.