The Rankinova stupnice Jedná se o absolutní stupnici termodynamické teploty, ve které jsou všechny její hodnoty kladné, protože se vztahují k absolutní nule; nejnižší teoretická teplota, kterou tělo může dosáhnout, ale které je experimentálně a termodynamicky nemožné dosáhnout.
Navrhl to v roce 1859 skotský inženýr William John MacQuorn Rankine (spodní obrázek), jedenáct let poté, co William Thomson (Lord Kelvin, 1848) zveřejnil svou absolutní teplotní stupnici jako funkci stupňů Celsia, ° C.
Absolutní nula na Kelvinově stupnici má hodnotu -273,15 ° C. Zbytek teplot na této stupnici se získá přidáním 273,15 k hodnotě teplot ve stupních Celsia (nebo lépe známých jako Celsia)..
Rankinova stupnice souvisí se stupni Fahrenheita. Proto je absolutní nulová hodnota pro tuto stupnici vyjádřena ve stupních Fahrenheita; to je -459,67 ° F. K získání dalších teplot tedy stačí přidat k hodnotě teplot 459,67 (° R = ° F + 459,67).
Rankinovy tituly se začaly používat v inženýrských činnostech ve Spojených státech a Anglii. Dnes je však jeho použití prakticky vyhynulé.
Rejstřík článků
Andrés Celsius publikoval svoji stupnici v roce 1742, která udávala teplotu varu vody jako 0 ° C a teplotu mrazu 100 ° C. Ale Jean-Pierre Christin (1743) a Carlos Linneo (1745) umístili teplotní stupnici obráceně, jak je dnes známo.
Stupnice Fahrenheita byla navržena Danielem Gabrielem Fahrenheitem v roce 1724. Stupnice stanoví teplotu 32 ° F jako bod tuhnutí vody a bod varu vody je 212 ° F..
Fahrenheit poznamenal, že směs vody, ledu a amonné soli měla teplotu 0 ° F; zatímco směs vody a ledu měla teplotu 32 ° F.
Rankinovy stupně jsou také často vyjádřeny jako jednotky ° R nebo jednoduše R. Pro Kelvinovy stupně jsou však ve skutečnosti často označovány pouze jako Kelvin a jsou psány K a ne ° K.
Dokonce i Národní institut pro standardy a technologie doporučuje nepoužívat symbol stupně při použití Rankinovy teplotní stupnice v publikacích NIST..
Radiační přenos tepla, změna entropie, tepelná účinnost tepelného motoru Carnot a výkonový koeficient tepelného čerpadla vyžadují při práci na americkém inženýrském systému použití absolutní teploty ve Rankinových stupních..
V některých technických oborech ve Spojených státech měří termodynamickou teplotu pomocí Rankinovy teplotní stupnice; V celém vědeckém světě se však termodynamická teplota měří pomocí Kelvinovy stupnice..
Bylo dokonce zdůrazněno, že Rankinova teplotní stupnice se používá hlavně kvůli jejímu vztahu s teplotní stupnicí Fahrenheita..
Kelvinova a Rankinova teplotní stupnice mají jako výchozí bod absolutní nulu. Ale co je záludná nula?
Absolutní nula je nejnižší teplota, které lze případně dosáhnout. Říká se, že vnitřní energie systému dosahuje své nejnižší úrovně a postrádají částice pohybu; všechny jeho vibrace a posuny by byly zmrzlé.
Podle třetího zákona termodynamiky je absolutní nula nedosažitelným limitem.
Teplota nejblíže absolutní nule je 5 ∙ 10-10 K nad absolutní nulou, získaný v laboratoři MIT v roce 2003, ochlazením plynu v magnetickém poli.
Kdo byl William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Byl jedním z průkopníků ve studiu termodynamiky. Vyvinul úplnou teorii o parním a tepelném motoru a také o tepelné energii.
Rankine se narodil v Edinburghu a byl vzděláván na Edinburgh University. Pracoval jako stavební inženýr a publikoval články o praktických inženýrských tématech, později o molekulární fyzice a termodynamice..
V roce 1855 byl jmenován prezidentem předsedy stavebního a strojního inženýrství na univerzitě v Glasgow.
Napsal více než 150 vědeckých článků a příruček, jakož i knihy pro potřeby svých studentů. Byl zvolen do Královské společnosti v roce 1853 a byl prvním prezidentem skotské instituce inženýrů..
Kromě své nesmírné vědecké a akademické činnosti měl Rankine velmi rád hudbu, a to jak jako umělec, tak jako skladatel. Složil tedy píseň s názvem „Pravidlo tří nohou“, kde hájí britskou tradici svých opatření ohrožených invazí centesimálního systému..
[° C] = ([° R] - 491,67) ∙ 5/9
Hodnota 491,67 se rovná 459,67 (Rankinova absolutní nula) plus 32 ° F (teplota mrazu vody). A 5/9 je přepočítací faktor ze stupňů Celsia na stupně Rankine nebo Fahrenheita; protože v těchto teplotních stupnicích je 100 ° C ekvivalentní 180 ° R nebo ° F.
[° F] = [° R] - 459,67
[K] = [ºR] ∙ 5/9
-[° R] = ([° C] + 273,15) ∙ 9/5
Hodnota 273,15 je absolutní nula na Kelvinově teplotní stupnici. A 9/5 je přepočítací faktor, protože 180 ° F nebo ºR odpovídá 100 ° C.
-[° R] = [° F] + 459,67
-[ºR] = [K] ∙ 9/5
-Kelvin 0 (podle definice).
-Celsia -273,15 ° C.
-Fahrenheit -459,67 ° F.
-Rankine 0 ° R (podle definice).
(Nulový bod stupnice Fahrenheita)
-Kelvin: 255,37 K..
-Celsia: -17,78 ° C.
-Fahrenheit: 0 ° F.
-Rankine: 459,67 ºR.
-Kelvin: 273,15 K..
-Celsia: 0 ° C.
-Fahrenheit: 32 ° F.
-Rankine: 459,67 ºR.
-Kelvin: 273,16 K..
-Celsia: 0,01 ° C.
-Fahrenheit: 32 018 ° F.
-Rankine: 491 688 ºR.
-Kelvin: 373,1339 K..
-Celsius: 99,98939 ° C.
-Fahrenheit: 211,97 102 ° F.
-Rankine: 671,64102 ºR.
-Kelvin: 310 K..
-Celsia: 37 ° C.
-Fahrenheit: 98 ° F.
-Rankine: 558 ºR.
Zatím žádné komentáře