Escala rankine o que é, conversões, exemplos

Nós explicamos qual é a escala rankine e sua história. Além disso, damos exemplos de conversões para Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Qual é a escala Rankine?

O Escala Rankine É uma escala de temperatura termodinâmica absoluta na qual todos os seus valores são positivos, pois são referidos a zero absoluto; A temperatura teórica mais baixa que um corpo pode alcançar, mas que experimental e termodinamicamente é impossível de alcançar.

Foi proposto em 1859 pelo engenheiro escocês William John Macquorn Rankine (imagem inferior), onze anos depois que William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publicou sua escala de temperatura absoluta com base nas notas Celsius, ° C.

O zero absoluto na escala Kelvin tem um valor de -273,15 ºC. O restante das temperaturas dessa escala é obtido adicionando 273,15 ao valor das temperaturas em graus Celsius (ou mais conhecido como Celsius).

A escala Rankine está relacionada aos graus de Fahrenheit. Portanto, o valor zero absoluto para essa escala é expresso em graus Fahrenheit; Isso é -459,67 ºf. Assim, para obter as outras temperaturas, é suficiente adicionar 459,67 ao valor das temperaturas (° R = ° F + 459,67).

As notas Rankine foram usadas em atividades de engenharia nos Estados Unidos e Inglaterra. No entanto, hoje seu uso praticamente extinguiu.

Rankine e outras escalas de temperatura

Celsius

Andrés Celsius publicou sua escala em 1742, apontando a temperatura de ebulição da água como 0 ºC e sua temperatura de congelamento como 100 ºC. Mas Jean-Pierre Christin (1743) e Carlos Linneo (1745), colocaram a escala de temperatura ao contrário, como é atualmente conhecido.

Fahrenheit

A escala de Fahrenheit foi proposta por Daniel Gabriel Fahrenheit em 1724. A escala estabelece uma temperatura de 32 ºf como congelamento de água e a temperatura de ebulição da água 212 ºF.

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Fahrenheit disse que uma mistura de água, gelo e sal de amônio tinha uma temperatura de 0 ºF; Enquanto uma mistura de água e gelo tinha uma temperatura de 32 ºf.

Rankine

As notas de Rankine também geralmente se expressam como ° r ou simplesmente como r unidades. No entanto, para os graus de Kelvin, na verdade é geralmente referido apenas como Kelvin, e K e não ° K são escritos.

Até o Instituto Nacional de Padrões e Tenologia recomenda não usar o símbolo de graduação ao usar a escala de temperatura Rankine nas publicações NIST.

A transferência de calor por radiação, a mudança de entropia, a eficiência térmica do motor térmico de Carnot e o coeficiente de produção da bomba de calor requerem o uso da temperatura absoluta em graus Rankine ao trabalhar no sistema de engenharia americano.

Em alguns campos de engenharia dos Estados Unidos, eles medem a temperatura termodinâmica usando a escala de temperatura Rankine; No entanto, em todo o mundo científico, a temperatura termodinâmica é medida usando a escala Kelvin.

Mesmo, foi apontado que a escala de temperatura Rankine é usada principalmente por sua relação com a escala de temperatura de Fahrenheit.

O zero absoluto

As escalas de temperaturas de Kelvin e Rankine têm como ponto de partida o zero absoluto. Mas o que é zero impressionante?

Zero absoluto é a temperatura mais baixa que pode ser alcançada. Dizem que a energia interna do sistema atinge seu nível mais baixo, sem as partículas de movimento; Todas as suas vibrações e deslocamentos seriam congelados.

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De acordo com a terceira lei da termodinâmica, o Absolute Zero é um limite inatingível.

A temperatura mais próxima do zero absoluto é 5 ∙ 10^-10 K acima de zero absoluto, obtido em um laboratório do MIT em 2003, resfriando um gás em um campo magnético.

William John Macquorn Rankine

Que era William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Ele foi um dos pioneiros no estudo da termodinâmica. Desenvolveu uma teoria completa sobre o motor a vapor e os motores térmicos, bem como sobre energia térmica.

Nascido em Edinburg, Rankine foi educado na Universidade daquela cidade. Ele trabalhou como engenheiro civil e publicou artigos sobre questões práticas de engenharia e depois em física molecular, bem como termodinâmica.

Em 1855, ele foi nomeado presidente do presidente de engenharia civil e mecânica da Universidade de Glasgow.

Ele escreveu mais de 150 artigos científicos e manuais, bem como livros para o uso de seus alunos. Ele foi escolhido um membro da Royal Society em 1853 e foi o primeiro presidente da instituição de engenheiros da Escócia.

Além de sua imensa atividade científica e acadêmica, Rankine gostava muito de música, tanto como artista quanto compositor. Assim, ele compôs uma música chamada "The Three Foot Rule", onde defende a tradição britânica de suas medidas ameaçadas pela invasão do sistema centesimal.

Conversão de temperaturas em escala Rankine

De Rankine a Celsius, Fahrenheit e Kelvin

Para Celsius

[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9

O valor 491,67 é igual a 459,67 (zero absoluto de Rankine) mais o 32 ºF (temperatura de congelamento de água). E 5/9 é um fator de conversão dos graus de Celsius A Rankine ou Fahrenheit; Como, nessas escalas de temperatura, 100 ºC são equivalentes a 180 ° R ou ºF.

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Para Fahrenheit

[ºF] = [° R] - 459,67

Para Kelvin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

De Celsius, Fahrenheit e Kelvin a Rankine

-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5

O valor 273.15 é o zero absoluto na escala de temperatura de Kelvin. E 9/5 é um fator de conversão, pois 180 ºF ou ºR é igual a 100 ºC.

-[ºR] = [ºF] + 459,67

-[ºR] = [k] ∙ 9/5

Exemplos de comparação de várias temperaturas com diferentes escalas

Zero absoluto

-Kelvin 0 (por definição).

-Celsius -273.15 ºC.

-Fahrenheit -459.67 ºF.

-Rankine 0 ºR (por definição).

Ponto de café da manhã

(Ponto zero da escala Fahrenheit)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ºC.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Ponto de congelamento da água

-Kelvin: 273.15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32 ºf.

-Rankine: 459,67 ºR.

Água tripla

-Kelvin: 273.16 K.

-Celsius: 0,01 ºC.

-Fahrenheit: 32.018 ºf.

-Rankine: 491.688 ºR.

Ponto de ebulição de água

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celsius: 99.9839 ºC.

-Fahrenheit: 211.97102 ºf.

-Rankine: 671.64102 ºR.

Temperatura corporal humana

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37ºC.

-Fahrenheit: 98 º f.

-Rankine: 558 ºR.

Referências

1. Os quatro tipos de escalas de temperatura. Cienting. Recuperado de: cienting.com
2. Fahrenheit para Rankine. Conversões métricas. Recuperado de: conversões métricas.org