ШТА ЈЕ РАНИНСКА СКАЛА? (СА ПРИМЕРИМА КОНВЕРЗИЈА) - ХЕМИЈА - 2025

Ранкинова скала је апсолутни обим термодинамичке температуре код којих су све њене вредности су позитивне, јер се помињу апсолутне нуле; најнижу теоријску температуру коју тело може да достигне, али коју је експериментално и термодинамички немогуће постићи.

Предложио га је 1859. шкотски инжењер Виллиам Јохн МацКуорн Ранкине (доња слика), једанаест година након што је Виллиам Тхомсон (Лорд Келвин, 1848) објавио своју апсолутну температурну скалу у функцији степени Целзијуса, ° Ц.

Виллиам Јохн МацКуорн Ранкине. Извор: Виллиам Ранкине

Апсолутна нула на келвинској скали има вредност -273,15 ° Ц. Остале температуре на овој скали се добијају додавањем вредности 273,15 у вредности степени у Целзијусу (или познатији као центиград).

Ранкине скала повезана је са степеном Фаренхеита. Стога је апсолутна нулта вредност за ову скалу изражена у степенима Фаренхејта; то је -459.67ºФ. Према томе, за добијање осталих температура довољно је додати 459,67 вредности вредности (° Р = ° Ф + 459,67).

Ранински степени су се користили у инжењерским активностима у Сједињеним Државама и Енглеској. Међутим, данас је његова употреба практично изумрла.

Ранкине и остале температурне скале

Целзијус

Андрес Целсиус је објавио своју скалу 1742. године, означавајући температуру кључања воде 0 ° Ц, а температуру замрзавања 100 ° Ц. Али Јеан-Пиерре Цхристин (1743) и Царлос Линнео (1745) поставили су температурну скалу натраг, као што је то данас познато.

Фахренхеит

Фахренхеитску скалу предложио је Даниел Габриел Фахренхеит 1724. Вага успоставља температуру од 32 ° Ф као тачку смрзавања воде, а тачку кључања воде 212 ° Ф.

Фахренхеит је приметио да мешавина воде, леда и амонијум соли има температуру од 0 ° Ф; док је мешавина воде и леда имала температуру од 32 ° Ф.

Ранкине

Ранински степени се такође често изражавају као ° Р или једноставно Р јединице. Међутим, за Келвине степене они се често називају само Келвин, а пишу се К, а не ° К.

Чак и Национални институт за стандарде и технологију препоручује да се у публикацијама НИСТ-а не користи симбол степена приликом коришћења Ранкине температуре.

Пренос топлотне радијације, промена ентропије, топлотна ефикасност мотора Царнот топлотне пумпе и коефицијент перформанси топлотне пумпе захтевају употребу апсолутне температуре у степенима Ранкина када се ради на америчком инжењерском систему. .

У неким инжењерским пољима у Сједињеним Државама мере термодинамичку температуру користећи Ранкине температурну скалу; међутим, у читавом научном свету, термодинамичка температура мери се Келвином скалом.

Чак је истакнуто да се Ранкинеова температурна скала користи углавном због повезаности са Фаренхеитском скалом температуре.

Апсолутна нула

Скала температуре Келвина и Ранкине почињу на апсолутној нули. Али шта је тајна нула?

Апсолутна нула је најнижа температура коју је могуће достићи. Каже се да унутрашња енергија система достиже најнижи ниво, недостају му честице покрета; све његове вибрације и покрети били би замрзнути.

Према трећем закону термодинамике, апсолутна нула је недостижна граница.

Најближа температура апсолутној нули је 5 ∙ 10 ^-10 К изнад апсолутне нуле, добијена у лабораторији МИТ-а 2003. хлађењем гаса у магнетном пољу.

Виллиам Јохн Мацкуорн Ранкине

Ко је био Виллиам Јохн Мацкуорн Ранкине (1820-1872)? Био је један од пионира у проучавању термодинамике. Развио је комплетну теорију о парном мотору и топлотним моторима, као и о топлотној енергији.

Ранкине рођен у Единбургху, школовао се на Универзитету у том граду. Радио је као инжењер грађевине и објављивао чланке о практичним инжењерским темама, а касније и о молекуларној физици, као и о термодинамици.

1855. године постављен је за председника Катедре за грађевинарство и машинство на Универзитету у Гласгову.

Написао је више од 150 научних чланака и приручника, као и књиге за употребу својим ученицима. У Краљевско друштво је изабран 1853. године и био је први председник Шкотске инжењерске институције.

Поред огромне научне и академске активности, Ранкине је веома волео музику, и као извођач и као композитор. Тако је компоновао песму под називом "Правило у три стопала", где брани британску традицију својих мера угрожених инвазијом цензуалног система.

Конверзија температуре Ранкине скале

Од Ранкина до Целзијуса, Фаренхеита и Келвина

Целзијусу

= (- 491,67) ∙ 5/9

Вредност 491,67 једнака је 459,67 (апсолутна нула ранина) плус 32 ° Ф (температура замрзавања воде). А 5/9 је фактор конверзије из степени Целзијуса у степени Ранкин или Фахренхеит; пошто је у овим температурним скалама 100 ºЦ еквивалент 180 ° Р или ºФ.

Фахренхеиту

= - 459,67

Келвину

= ∙ 5/9

Од Целзијуса, Фаренхеита и Келвина до Ранкина.

- = (+ 273,15) ∙ 9/5

Вредност 273,15 је апсолутна нула на Келвиновој температурној скали. А 9/5 је фактор конверзије, јер је 180ºФ или ºР једнак 100 ° Ц.

- = + 459,67

- = ∙ 9/5

Примери поређења различитих температура са различитим скалама

Апсолутна нула

-Келвин 0 (по дефиницији).

-Целсиус -273,15 ° Ц.

-Фахренхеит -459.67ºФ.

-Ранкин 0 ° Р (по дефиницији).

Тачка смрзавања раствора

(Нулта тачка Фаренхеитске скале)

-Келвин: 255,37 К.

-Целсиус: -17.78 ° Ц.

-Фаренхеит: 0 ° Ф.

-Ранкин: 459,67 ºР.

Тачка смрзавања воде

-Келвин: 273,15 К.

-Целзијус: 0 ° Ц.

-Фаренхеит: 32 ° Ф.

-Ранкин: 459,67 ºР.

Трострука тачка воде

-Келвин: 273,16 К.

-Целзијус: 0.01 ° Ц.

-Фаренхеит: 32.018ºФ.

-Ранкин: 491.688 ºР.

Тачка кључања воде

-Келвин: 373.1339 К.

-Целзијус: 99.9839 ° Ц.

-Фахренхеит: 211.97102 ° Ф.

-Ранкин: 671.64102 ° Р.

Температура човека

-Келвин: 310 К.

-Целзијус: 37 ° Ц.

-Фаренхеит: 98 ° Ф.

-Ранкин: 558 ºР.

Референце

1. Википедиа. (2019). Ранкин се попео. Опоравак од: ен.википедиа.орг
2. Мариа дел Росарио. (13. октобар 2010. године). Ранкине. Опоравак од: куимисториас.блогспот.цом
3. Универзитет у Глазгову. (сф) Мацкуорн Ранкине. Опоравило од: университистори.гла.ац.ук
4. Замбони, Јон. (26. априла 2018.). Четири врсте температурних вага. Сциацхинг. Опоравило од: сциацхинг.цом
5. Вигхт Хат Лтд. (2018). Фахренхеит за Ранкине. Конверзије метричких вредности. Опоравак од: метриц-цонверсионс.орг
6. Хиллгер Д., Тотх Г. (2016). Температурне ваге и њихови изумитељи. Пхилателиа Цхимица ет пхисица, вол. 37, бр. 2. Спринг.