- Rankine i altres escales de temperatures
- Celsius
- Fahrenheit
- Rankine
- El zero absolut
- William John Macquorn Rankine
- Conversió de les temperatures de l'escala de Rankine
- De Rankine a Celsius, Fahrenheit i Kelvin
- A Celsius
- A Fahrenheit
- A Kelvin
- De Celsius, Fahrenheit i Kelvin a Rankine.
- Exemples de comparació de diverses temperatures amb diferents escales
- zero absolut
- Punt de congelació de la salmorra
- Punt de congelació de l'aigua
- Punt triple de l'aigua
- Punt d'ebullició de l'aigua
- Temperatura de el cos humà
- referències
La escala Rankine és una escala absoluta de temperatura termodinàmica en la qual tots els seus valors són positius, ja que es refereixen a l'zero absolut; la menor temperatura teòrica que un cos pot assolir, però que experimental i termodinàmicament resulta impossible d'aconseguir.
Va ser proposada en 1859 per l'enginyer escocès William John Macquorn Rankine (imatge inferior), onze anys després que William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publiqués la seva escala de temperatura absoluta en funció dels graus Celsius, ° C.
William John Macquorn Rankine. Font: William Rankine
El zero absolut en l'escala kelvin té un valor de -273,15 ºC. La resta de les temperatures d'aquesta escala s'obtenen sumant-li 273,15 a el valor de les temperatures en graus Celsius (o més coneguts com centígrads).
L'escala Rankine està relacionada amb els graus Fahrenheit. Per tant, el valor de l'zero absolut per aquesta escala ve expressat en graus Fahrenheit; aquest és de -459,67 º F. Així, per obtenir les altres temperatures n'hi ha prou amb sumar 459,67 a el valor de les temperatures (° R = ° F + 459,67).
Els graus Rankine van arribar a utilitzar-se en activitats d'enginyeria als Estats Units i Anglaterra. No obstant això, avui dia el seu ús s'ha pràcticament extingit.
Rankine i altres escales de temperatures
Celsius
Andrés Celsius va publicar la seva escala en 1742, assenyalant la temperatura d'ebullició de l'aigua com 0 ºC i la seva temperatura de congelació com 100 ° C. Però Jean-Pierre Christin (1743) i Carlos Linneo (1745), van col·locar l'escala de temperatura en forma inversa, tal com se la coneix actualment.
Fahrenheit
L'escala de Fahrenheit va ser proposada per Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. L'escala estableix com a punt de congelació de l'aigua a una temperatura de 32 º F, i la temperatura d'ebullició de l'aigua 212 º F.
Fahrenheit va assenyalar que una barreja d'aigua, gel i una sal d'amoni tenia una temperatura de 0 º F; mentre que una barreja d'aigua i gel, tenia una temperatura de 32 º F.
Rankine
Els graus Rankine també solen expressar-se com ° R o simplement com a unitats R. No obstant això, per als graus Kelvin, de fet se sol referir-se a ells únicament com Kelvin, i s'escriuen K i no ° K.
Fins i tot, l'Institut Nacional d'Estàndards i tenología recomana no fer servir el símbol de grau a l'usar l'escala de temperatura de Rankine a les publicacions de l'NIST.
La transferència de calor per radiació, el canvi d'entropia, l'eficiència tèrmica de l'motor tèrmic de Carnot, i el coeficient de rendiment de la bomba de calor, requereixen l'ús de la temperatura absoluta en graus Rankine quan es treballa a l'American Engineering System.
En alguns camps d'enginyeria d'Estats Units mesuren la temperatura termodinàmica utilitzant l'escala de temperatura de Rankine; però, al llarg de tot el món científic la temperatura termodinàmica es mesura utilitzant l'escala de Kelvin.
Fins i tot, s'ha assenyalat que s'usa l'escala de temperatura Rankine fonamentalment per la seva relació amb l'escala de temperatura de Fahrenheit.
El zero absolut
Les escales de temperatures de Kelvin i Rankine tenen com a punt de partida el zero absolut. Però, què és el zero asoluto?
El zero absolut és la temperatura més baixa que possiblement pugui ser aconseguida. Es diu que l'energia interna de sistema aconsegueix el seu nivell més baix, sense que les partícules de moviment; quedarien congelades totes les seves vibracions i desplaçaments.
Segons la tercera llei de la termodinàmica, el zero absolut és un límit inassolible.
La temperatura més propera a l'zero absolut és de 5 ∙ 10 -10 K per sobre de l'zero absolut, obtinguda en un laboratori del MIT en 2003, mitjançant el refredament d'un gas en un camp magnètic.
William John Macquorn Rankine
Qui va ser William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Va ser un dels pioners en l'estudi de la termodinàmica. Va desenvolupar una teoria completa sobre el motor de vapor i els motors tèrmics, així com sobre l'energia tèrmica.
Nascut a Edimburg, Rankine es va educar a la Universitat d'aquesta ciutat. Va treballar com a enginyer civil i va publicar articles sobre temes de l'enginyeria pràctica, i després sobre física molecular, així com sobre termodinàmica.
En 1855 va ser nomenat President de la Càtedra d'Enginyeria Civil i Mecànica de la Universitat de Glasgow.
Va escriure més de 150 articles científics i manuals, així com llibres per l'ús dels seus estudiants. Va ser triat membre de la Royal Society el 1853 i va ser el primer president de la Institució d'Enginyers d'Escòcia.
A més de la seva immensa activitat científica i acadèmica, Rankine era molt aficionat a la música, tant com a executant com a compositor. Així, va compondre una cançó anomenada "The Three Foot Rule", on defensa la tradició britànica de les seves mesures amenaçades per la invasió de sistema centesimal.
Conversió de les temperatures de l'escala de Rankine
De Rankine a Celsius, Fahrenheit i Kelvin
A Celsius
= (- 491,67) ∙ 5/9
El valor 491,67 és igual a 459,67 (zero absolut de Rankine) més els 32 ºF (temperatura de congelació de l'aigua). I 5/9 és un factor de conversió de graus Celsius a graus Rankine o Fahrenheit; ja que, en aquestes escales de temperatures, 100 ºC equivalen a 180 ° R o ºF.
A Fahrenheit
= - 459,67
A Kelvin
= ∙ 5/9
De Celsius, Fahrenheit i Kelvin a Rankine.
- = (+ 273,15) ∙ 9/5
El valor 273,15 és el zero absolut en l'escala de temperatura de Kelvin. I 9/5 és un factor de conversió, ja que 180 º F o ºR equivalen a 100 ºC.
- = + 459,67
- = ∙ 9/5
Exemples de comparació de diverses temperatures amb diferents escales
zero absolut
-Kelvin 0 (per definició).
-Celsius -273,15 ºC.
-Fahrenheit -459.67 º F.
-Rankine 0 ºR (per definició).
Punt de congelació de la salmorra
(Punt zero de l'Escala de Fahrenheit)
-Kelvin: 255,37 K.
-Celsius: -17,78 ºC.
-Fahrenheit: 0º F.
-Rankine: 459,67 ºR.
Punt de congelació de l'aigua
-Kelvin: 273,15 K.
-Celsius: 0 ºC.
-Fahrenheit: 32 º F.
-Rankine: 459,67 ºR.
Punt triple de l'aigua
-Kelvin: 273,16 K.
-Celsius: 0,01 ºC.
-Fahrenheit: 32,018 º F.
-Rankine: 491,688 ºR.
Punt d'ebullició de l'aigua
-Kelvin: 373,1339 K.
-Celsius: 99,9839 ° C.
-Fahrenheit: 211,97102 º F.
-Rankine: 671,64102 ºR.
Temperatura de el cos humà
-Kelvin: 310 K.
-Celsius: 37ºC.
-Fahrenheit: 98 º F.
-Rankine: 558 ºR.
referències
- Wikipedia. (2019). Rankin escale. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Maria de l'Rosari. (13 d'octubre de 2010). Rankine. Recuperat de: quimistorias.blogspot.com
- University of Glasgow. (Sf). Macquorn Rankine. Recuperat de: universitystory.gla.ac.uk
- Zamboni, Jon. (26 d'abril del 2018). The Four Types of Temperature Scales. Sciencing. Recuperat de: sciencing.com
- Wight Hat Ltd (2018). Fahrenheit to Rankine. Metric Conversions. Recuperat de: metric-conversions.org
- Hillger D., Toth G. (2016). Temperature fiscals and their inventors. Philatelia Chimica et physica, vol 37, No 2. Spring.