Scale de Rankine qu'est-ce que les conversions, les exemples

Nous expliquons quelle est l'échelle de Rankine et son histoire. De plus, nous donnons des exemples de conversions en Celsius, Fahrenheit et Kelvin.

Quelle est l'échelle de Rankine?

La Échelle de Rankine Il s'agit d'une échelle de température thermodynamique absolue dans laquelle toutes ses valeurs sont positives, car elles sont mentionnées à zéro absolu; La température théorique la plus basse qu'un corps peut atteindre, mais qui est expérimentalement et thermodynamiquement est impossible à réaliser.

Il a été proposé en 1859 par l'ingénieur écossais William John Macquorn Rankine (image inférieure), onze ans après que William Thomson (Lord Kelvin, 1848) a publié son échelle de température absolue basée sur les grades Celsius, ° C.

Le zéro absolu sur l'échelle de Kelvin a une valeur de -273,15 ºC. Le reste des températures de cette échelle est obtenu en ajoutant 273,15 à la valeur des températures en degrés Celsius (ou mieux connu sous le nom de Celsius).

L'échelle de Rankine est liée aux degrés Fahrenheit. Par conséquent, la valeur nulle absolue pour cette échelle est exprimée en degrés Fahrenheit; C'est -459.67 ºF. Ainsi, pour obtenir les autres températures, il suffit d'ajouter 459,67 à la valeur des températures (° r = ° F + 459,67).

Les notes de Rankine ont été utilisées dans les activités d'ingénierie aux États-Unis et en Angleterre. Cependant, aujourd'hui son utilisation a pratiquement éteint.

Rankine et autres échelles de température

Celsius

Andrés Celsius a publié son échelle en 1742, pointant la température d'ébullition de l'eau comme 0 ºC et sa température de congélation à 100 ºC. Mais Jean-Pierre Christin (1743) et Carlos Linneo (1745), ont placé l'échelle de température à l'envers, comme il est actuellement connu.

Fahrenheit

L'échelle de Fahrenheit a été proposée par Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. L'échelle établit une température de 32 ºF en tant que congélation d'eau et la température d'ébullition de l'eau 212 ºF.

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Fahrenheit a déclaré qu'un mélange d'eau, de glace et d'un sel d'ammonium avait une température de 0 ºF; Tandis qu'un mélange d'eau et de glace, avait une température de 32 ºF.

Rangée

Les notes de Rankine s'expriment également comme ° R ou simplement comme des unités R. Cependant, pour les degrés Kelvin, en fait, il n'est généralement appelé que Kelvin, et K et aucun ° K ne sont écrits.

Même l'Institut national des normes et de la ténologie recommande de ne pas utiliser le symbole de diplôme lors de l'utilisation de l'échelle de température de Rankine dans les publications NIST.

Le transfert de chaleur par rayonnement, le changement d'entropie, l'efficacité thermique du moteur thermique Carnot et le coefficient de rendement de la pompe à chaleur nécessitent l'utilisation de la température absolue en degrés Rankine lorsque vous travaillez au système d'ingénierie américain.

Dans certains champs d'ingénierie des États-Unis, ils mesurent la température thermodynamique en utilisant l'échelle de température de Rankine; Cependant, dans le monde scientifique, la température thermodynamique est mesurée à l'aide de l'échelle de Kelvin.

Même, il a été souligné que l'échelle de température de Rankine est principalement utilisée pour sa relation avec l'échelle de température Fahrenheit.

Le zéro absolu

Les échelles de températures de Kelvin et Rankine ont pour point de départ le zéro absolu. Mais qu'est-ce qui n'est pas magnifique?

Le zéro absolu est la température la plus basse qui puisse être atteinte. On dit que l'énergie interne du système atteint son niveau le plus bas, sans particules de mouvement; Toutes ses vibrations et déplacements seraient gelés.

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Selon la troisième loi de la thermodynamique, Absolute Zero est une limite inaccessible.

La température la plus proche du zéro absolu est de 5 ∙ 10^-dix K au-dessus du zéro absolu, obtenu dans un laboratoire du MIT en 2003, en refroidissant un gaz dans un champ magnétique.

William John Macquorn Rankine

Qui était William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Il était l'un des pionniers de l'étude de la thermodynamique. A développé une théorie complète sur le moteur à vapeur et les moteurs thermiques, ainsi que sur l'énergie thermique.

Né à Édimbourg, Rankine a fait ses études à l'Université de cette ville. Il a travaillé en tant qu'ingénieur civil et a publié des articles sur des questions de génie pratique, puis sur la physique moléculaire, ainsi que la thermodynamique.

En 1855, il a été nommé président du président de l'ingénierie civil et mécanique de l'Université de Glasgow.

Il a écrit plus de 150 articles scientifiques et manuels, ainsi que des livres pour l'utilisation de ses étudiants. Il a été choisi membre de la Royal Society en 1853 et a été le premier président de l'Institution of Engineers of Scotland.

En plus de son immense activité scientifique et académique, Rankine aimait beaucoup la musique, à la fois en tant qu'interprète et compositeur. Ainsi, il a composé une chanson intitulée "The Three Foot Rule", où il défend la tradition britannique de ses mesures menacées par l'invasion du système centésimal.

Conversion des températures de l'échelle de Rankine

De Rankine à Celsius, Fahrenheit et Kelvin

À Celsius

[º C] = ([ºr] - 491,67) ∙ 5/9

La valeur 491,67 est égale à 459,67 (zéro absolu de Rankine) plus le 32 ºF (température de congélation de l'eau). Et 5/9 est un facteur de conversion des degrés Celsius A degrés Rankine ou Fahrenheit; Puisque, dans ces échelles de température, 100 ºC sont équivalents à 180 ° R ou ºF.

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À Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

À Kelvin

[K] = [ºr] ∙ 5/9

De Celsius, Fahrenheit et Kelvin à Rankine

-[ºr] = ([ºC] + 273.15) ∙ 9/5

La valeur 273.15 est le zéro absolu sur l'échelle de température de Kelvin. Et 9/5 est un facteur de conversion, puisque 180 ºF ou ºr équivaut à 100 ºC.

-[ºr] = [ºF] + 459.67

-[ºr] = [k] ∙ 9/5

Exemples de comparaison de différentes températures avec différentes échelles

Zéro absolu

-Kelvin 0 (par définition).

-Celsius -273.15 ºC.

-Fahrenheit -459.67 ºF.

-Rankine 0 ºr (par définition).

Point de petit-déjeuner

(Zéro point de l'échelle Fahrenheit)

-Kelvin: 255.37 K.

-Celsius: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º f.

-Rankine: 459,67 ºr.

Point de congélation d'eau

-Kelvin: 273.15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32 ºF.

-Rankine: 459,67 ºr.

Triple eau

-Kelvin: 273.16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32 018 ºF.

-Rankine: 491 688 ºr.

Point d'ébullition

-Kelvin: 373 1339 K.

-Celsius: 99 9839 ºC.

-Fahrenheit: 211 97102 ºF.

-Rankine: 671 64102 ºr.

Température corporelle humaine

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Rankine: 558 ºr.

Les références

1. Les quatre types d'échelles de température. Science. Récupéré de: science.com
2. Fahrenheit à Rankine. Convertions métriques. Récupéré de: CONFURANTS METRIQUES.org