- Rankine und andere Temperaturskalen
- Celsius
- Fahrenheit
- Rankine
- Absoluter Nullpunkt
- William John Macquorn Rankine
- Umrechnung der Rankine-Skalentemperaturen
- Von Rankine bis Celsius, Fahrenheit und Kelvin
- Zu Celsius
- Zu Fahrenheit
- Zu Kelvin
- Von Celsius, Fahrenheit und Kelvin bis Rankine.
- Beispiele für den Vergleich verschiedener Temperaturen mit unterschiedlichen Maßstäben
- Absoluter Nullpunkt
- Gefrierpunkt der Sole
- Gefrierpunkt von Wasser
- Dreifacher Wasserpunkt
- Siedepunkt von Wasser
- Körpertemperatur des Menschen
- Verweise
Die Rankine-Skala ist eine absolute Skala der thermodynamischen Temperatur, bei der alle ihre Werte positiv sind, da sie auf den absoluten Nullpunkt bezogen sind. die niedrigste theoretische Temperatur, die ein Körper erreichen kann, die aber experimentell und thermodynamisch unmöglich zu erreichen ist.
Es wurde 1859 vom schottischen Ingenieur William John MacQuorn Rankine (unteres Bild) vorgeschlagen, elf Jahre nachdem William Thomson (Lord Kelvin, 1848) seine absolute Temperaturskala als Funktion von Grad Celsius ° C veröffentlicht hatte.
William John MacQuorn Rankine. Quelle: William Rankine
Der absolute Nullpunkt auf der Kelvin-Skala hat einen Wert von -273,15 ° C. Die restlichen Temperaturen auf dieser Skala werden erhalten, indem 273,15 zum Wert der Temperaturen in Grad Celsius (oder besser bekannt als Celsius) addiert werden.
Die Rankine-Skala bezieht sich auf Grad Fahrenheit. Daher wird der absolute Nullwert für diese Skala in Grad Fahrenheit ausgedrückt; Dies ist -459,67ºF. Um die anderen Temperaturen zu erhalten, reicht es also aus, 459,67 zum Wert der Temperaturen zu addieren (° R = ° F + 459,67).
Rankine-Abschlüsse wurden für Ingenieurstätigkeiten in den USA und in England verwendet. Heute ist seine Verwendung jedoch praktisch ausgestorben.
Rankine und andere Temperaturskalen
Celsius
Andrés Celsius veröffentlichte seine Skala 1742 und gab die Siedetemperatur von Wasser als 0 ºC und seine Gefriertemperatur als 100 ºC an. Aber Jean-Pierre Christin (1743) und Carlos Linneo (1745) stellten die Temperaturskala, wie sie heute bekannt ist, in umgekehrter Reihenfolge auf.
Fahrenheit
Die Fahrenheit-Skala wurde 1724 von Daniel Gabriel Fahrenheit vorgeschlagen. Die Skala legt eine Temperatur von 32ºF als Gefrierpunkt von Wasser und den Siedepunkt von Wasser von 212ºF fest.
Fahrenheit stellte fest, dass eine Mischung aus Wasser, Eis und einem Ammoniumsalz eine Temperatur von 0ºF hatte; Während eine Mischung aus Wasser und Eis eine Temperatur von 32ºF hatte.
Rankine
Rankine-Grade werden auch oft als ° R oder einfach als R-Einheiten ausgedrückt. Bei Kelvin-Graden werden sie jedoch häufig nur als Kelvin bezeichnet und als K und nicht als ° K geschrieben.
Selbst das Nationale Institut für Standards und Technologie empfiehlt, das Gradsymbol nicht zu verwenden, wenn die Rankine-Temperaturskala in NIST-Veröffentlichungen verwendet wird.
Strahlungswärmeübertragung, Entropieänderung, thermischer Wirkungsgrad der Carnot-Wärmekraftmaschine und Leistungskoeffizient der Wärmepumpe erfordern die Verwendung der absoluten Temperatur in Grad Rankine, wenn am American Engineering System gearbeitet wird. .
In einigen technischen Bereichen in den USA messen sie die thermodynamische Temperatur mithilfe der Rankine-Temperaturskala. In der gesamten wissenschaftlichen Welt wird die thermodynamische Temperatur jedoch mithilfe der Kelvin-Skala gemessen.
Es wurde sogar darauf hingewiesen, dass die Rankine-Temperaturskala hauptsächlich aufgrund ihrer Beziehung zur Fahrenheit-Temperaturskala verwendet wird.
Absoluter Nullpunkt
Die Kelvin- und Rankine-Temperaturskalen beginnen bei absolutem Nullpunkt. Aber was ist hinterhältige Null?
Absoluter Nullpunkt ist die niedrigste Temperatur, die möglicherweise erreicht werden kann. Es wird gesagt, dass die innere Energie des Systems ihren niedrigsten Stand erreicht, ohne die Bewegungsteilchen; Alle seine Vibrationen und Bewegungen würden eingefroren sein.
Nach dem dritten Hauptsatz der Thermodynamik ist der absolute Nullpunkt eine unerreichbare Grenze.
Die Temperatur, die dem absoluten Nullpunkt am nächsten kommt, liegt 5 × 10 –10 K über dem absoluten Nullpunkt, der 2003 in einem MIT-Labor durch Abkühlen eines Gases in einem Magnetfeld erhalten wurde.
William John Macquorn Rankine
Wer war William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Er war einer der Pioniere im Studium der Thermodynamik. Er entwickelte eine vollständige Theorie über Dampfmaschinen und Wärmekraftmaschinen sowie über Wärmeenergie.
Rankine wurde in Edinburgh geboren und an der Universität dieser Stadt ausgebildet. Er arbeitete als Bauingenieur und veröffentlichte Artikel zu praktischen technischen Themen und später zur Molekularphysik sowie zur Thermodynamik.
1855 wurde er zum Präsidenten des Lehrstuhls für Bau- und Maschinenbau an der Universität von Glasgow ernannt.
Er schrieb mehr als 150 wissenschaftliche Artikel und Handbücher sowie Bücher für seine Schüler. Er wurde 1853 in die Royal Society gewählt und war der erste Präsident der Scottish Institution of Engineers.
Neben seiner immensen wissenschaftlichen und akademischen Tätigkeit war Rankine sowohl als Performer als auch als Komponist sehr musikbegeistert. So komponierte er ein Lied namens "The Three Foot Rule", in dem er die britische Tradition seiner Maßnahmen verteidigt, die durch die Invasion des Zentesimalsystems bedroht sind.
Umrechnung der Rankine-Skalentemperaturen
Von Rankine bis Celsius, Fahrenheit und Kelvin
Zu Celsius
= (- 491,67) ≤ 5/9
Der Wert 491,67 entspricht 459,67 (Rankines absoluter Nullpunkt) plus 32ºF (Gefriertemperatur von Wasser). Und 5/9 ist ein Umrechnungsfaktor von Grad Celsius in Grad Rankine oder Fahrenheit; da in diesen Temperaturskalen 100 ºC 180 ° R oder ºF entsprechen.
Zu Fahrenheit
= - 459,67
Zu Kelvin
= ∙ 5/9
Von Celsius, Fahrenheit und Kelvin bis Rankine.
- = (+ 273,15) ≤ 9/5
Der Wert 273,15 ist auf der Kelvin-Temperaturskala der absolute Nullpunkt. Und 9/5 ist ein Umrechnungsfaktor, da 180ºF oder ºR 100ºC entsprechen.
- = + 459,67
- = / 9/5
Beispiele für den Vergleich verschiedener Temperaturen mit unterschiedlichen Maßstäben
Absoluter Nullpunkt
-Kelvin 0 (per Definition).
-Celsius -273,15 ° C.
-Fahrenheit -459.67ºF.
-Rankine 0 ºR (per Definition).
Gefrierpunkt der Sole
(Nullpunkt der Fahrenheit-Skala)
-Kelvin: 255,37 K.
-Celsius: -17,78 ° C.
-Fahrenheit: 0º F.
-Rankine: 459,67 ºR.
Gefrierpunkt von Wasser
-Kelvin: 273,15 K.
-Celsius: 0 ºC.
-Fahrenheit: 32ºF.
-Rankine: 459,67 ºR.
Dreifacher Wasserpunkt
-Kelvin: 273,16 K.
-Celsius: 0,01 ° C.
-Fahrenheit: 32.018ºF.
-Rankine: 491.688 ºR.
Siedepunkt von Wasser
-Kelvin: 373,1339 K.
-Celsius: 99,9839 ° C.
-Fahrenheit: 211.97102 ° F.
-Rankin: 671,64102 ° R.
Körpertemperatur des Menschen
-Kelvin: 310 K.
-Celsius: 37 ° C.
-Fahrenheit: 98º F.
-Rankine: 558 ºR.
Verweise
- Wikipedia. (2019). Rankin kletterte. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
- Maria del Rosario. (13. Oktober 2010). Rankine. Wiederhergestellt von: quimistorias.blogspot.com
- Universität von Glasgow. (sf). Macquorn Rankine. Wiederhergestellt von: universitystory.gla.ac.uk
- Zamboni, Jon. (26. April 2018). Die vier Arten von Temperaturskalen. Wissenschaft. Wiederhergestellt von: sciencing.com
- Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit nach Rankine. Metrische Konvertierungen. Wiederhergestellt von: metric-conversions.org
- Hillger D., Toth G. (2016). Temperaturskalen und ihre Erfinder. Philatelia Chimica et physica, Band 37, Nr. 2. Frühling.