KAKVA JE LJESTVICA RANINA? (S PRIMJERIMA KONVERZIJA) - KEMIJA - 2026

Rankine ljestvica je apsolutna skala termodinamičke temperature u kojoj su svi njeni vrijednosti su pozitivna, jer su iz apsolutne nule; najniža teorijska temperatura koju tijelo može dostići, ali koju je eksperimentalno i termodinamički nemoguće postići.

Predložio ga je 1859. škotski inženjer William John MacQuorn Rankine (donja slika), jedanaest godina nakon što je William Thomson (Lord Kelvin, 1848) objavio svoju apsolutnu temperaturnu skalu u funkciji stupnjeva Celzijusa, ° C.

William John MacQuorn Rankine. Izvor: William Rankine

Apsolutna nula na kelvinskoj ljestvici ima vrijednost -273,15 ° C. Ostale temperature na ovoj ljestvici dobivaju se dodavanjem vrijednosti 273,15 u temperaturama u Celzijevim stupnjevima (ili poznatije kao centigrad).

Rankin skala povezana je sa stupnjevima Fahrenheita. Stoga je apsolutna nulta vrijednost za ovu ljestvicu izražena u stupnjevima Fahrenheita; ovo je -459.67ºF. Dakle, za dobivanje ostalih temperatura dovoljno je dodati 459,67 vrijednosti temperatura (° R = ° F + 459,67).

Rankine stupnjevi postali su korišteni u inženjerskim aktivnostima u SAD-u i Engleskoj. Međutim, danas je njegova upotreba praktički izumrla.

Rankin i ostale temperaturne ljestvice

Celzijus

Andrés Celsius objavio je svoju ljestvicu 1742. godine, naznačivši temperaturu vrenja vode 0 ° C, a temperaturu zamrzavanja 100 ° C. Ali Jean-Pierre Christin (1743) i Carlos Linneo (1745) postavili su temperaturnu skalu natrag, kao što je to danas poznato.

Farenhajt

Fahrenheitsku skalu predložio je Daniel Gabriel Fahrenheit 1724. Vaga uspostavlja temperaturu od 32 ° F kao mjesto smrzavanja vode, a vrelište vode 212 ° F.

Fahrenheit je napomenuo da mješavina vode, leda i amonijeve soli ima temperaturu od 0 ° F; dok je mješavina vode i leda imala temperaturu od 32 ° F.

Rankine

Rankin stupnjevi se također često izražavaju kao ° R ili jednostavno R jedinice. Međutim, za Kelvine stupnjeve oni se zapravo nazivaju samo Kelvinima i pišu se K, a ne ° K.

Čak i Nacionalni institut za standarde i tehnologiju preporučuje da se u publikacijama NIST-a ne upotrebljava simbol stupnja pri korištenju Rankine temperature.

Prijenos topline zračenja, promjena entropije, toplotni učinak toplotnog motora Carnot i koeficijent učinkovitosti toplinske pumpe zahtijevaju korištenje apsolutne temperature u stupnjevima Rankina kada se radi na američkom inženjerskom sustavu., Na nekim tehničkim poljima u Sjedinjenim Državama oni mjere termodinamičku temperaturu pomoću Rankine temperaturne skale; međutim, u cijelom znanstvenom svijetu termodinamička temperatura mjeri se Kelvinovom skalom.

Čak je istaknuto da se Rankineova temperaturna skala koristi uglavnom zbog povezanosti s Fahrenheitovom skalom temperature.

Apsolutna nula

Temperaturne ljestvice Kelvina i Rankine počinju na apsolutnoj nuli. Ali što je skrivena nula?

Apsolutna nula najniža je temperatura koju je moguće dostići. Kaže se da unutarnja energija sustava doseže najnižu razinu, nedostaju mu čestice kretanja; sve bi njegove vibracije i pokreti bili zamrznuti.

Prema trećem zakonu termodinamike, apsolutna nula je nedostižna granica.

Temperatura koja je najbliža apsolutnoj nuli je 5 ∙ 10 ^-10 K iznad apsolutne nule, dobivena u laboratoriju MIT-a 2003. hlađenjem plina u magnetskom polju.

William John Macquorn Rankine

Tko je bio William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Bio je jedan od pionira u proučavanju termodinamike. Razvio je cjelovitu teoriju o parnim strojevima i toplinskim motorima, kao i o toplinskoj energiji.

Rankine rođen u Edinburghu, školovao se na Sveučilištu u tom gradu. Radio je kao inženjer građevine i objavljivao članke o praktičnim temama inženjerstva, a kasnije i o molekularnoj fizici, kao i o termodinamici.

1855. imenovan je predsjednikom katedre za građevinarstvo i strojarstvo na Sveučilištu u Glasgowu.

Napisao je više od 150 znanstvenih članaka i priručnika, kao i knjige za upotrebu svojim učenicima. U Kraljevsko društvo izabran je 1853. godine i bio je prvi predsjednik Škotske inženjerske institucije.

Pored svoje ogromne znanstvene i akademske aktivnosti, Rankine je jako volio glazbu, i kao izvođač i kao skladatelj. Tako je skladao pjesmu pod nazivom "Pravilo u tri stopala", gdje brani britansku tradiciju svojih mjera koje su bile ugrožene invazijom na stogodišnji sustav.

Pretvorba temperature Rankine skale

Od Rankine do Celzija, Fahrenheita i Kelvina

Do Celzija

= (- 491,67) ∙ 5/9

Vrijednost 491,67 jednaka je 459,67 (apsolutna nula Rankina) plus 32 ° F (temperatura smrzavanja vode). A 5/9 je faktor pretvorbe iz stupnjeva Celzijusa u stupnjeve Rankin ili Fahrenheit; budući da je u ovim temperaturnim ljestvicama 100 ºC ekvivalent 180 ° R ili ºF.

Fahrenheitu

= - 459,67

Kelvinu

= ∙ 5/9

Od Celzija, Farenheita i Kelvina do Rankine.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Vrijednost 273,15 je apsolutna nula na Kelvinovoj temperaturnoj skali. A 9/5 je konverzijski faktor, jer je 180ºF ili ºR jednako 100 ° C.

- = + 459,67

- = ∙ 9/5

Primjeri usporedbe različitih temperatura s različitim ljestvicama

Apsolutna nula

-Kelvin 0 (po definiciji).

-Celzijus -273,15 ° C.

-Fahrenheit -459.67ºF.

-Rankin 0 ºR (po definiciji).

Točka smrzavanja slane vode

(Nulta točka farenheitske skale)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C.

-Farenheit: 0º F.

-Rankin: 459,67 ºR.

Točka smrzavanja vode

-Kelvin: 273,15 K.

-Celzijus: 0 ° C.

-Farenheit: 32ºF.

-Rankin: 459,67 ºR.

Trostruka točka vode

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ° C.

-Farenheit: 32.018ºF.

-Rankin: 491.688 ºR.

Vrelište vode

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celzijus: 99.9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ° F.

-Rankin: 671.64102 ° R.

Temperatura ljudskog tijela

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C.

-Farenheit: 98º F.

-Rankin: 558 ºR.

Reference

1. Wikipedia. (2019). Rankin se popeo. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
2. Maria del Rosario. (13. listopada 2010.). Rankine. Oporavak od: quimistorias.blogspot.com
3. Sveučilište u Glasgowu. (SF). Macquorn Rankine. Oporavak od: universitystory.gla.ac.uk
4. Zamboni, Jon. (26. travnja 2018.). Četiri vrste temperaturnih ljestvica. Sciencing. Oporavilo od: sciaching.com
5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheita do Rankine. Pretvorbe mjernih podataka. Oporavak od: metric-conversions.org
6. Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturne vage i njihovi izumitelji. Philatelia Chimica et physica, vol. 37, br. 2. Proljeće.