Rankine
Förkortning/Symbol:
ºR
Världsomspännande användning:
Rankine är en absolut temperaturmätning som främst används i USA.
I ingenjörsvetenskap används Rankine ofta vid utformningen av kraftverk, kylsystem och industriella processer. Det är särskilt användbart eftersom det direkt relaterar temperaturen till energi vilket gör beräkningarna mer raka.
De flesta länder använder Celsius eller Kelvin som sina primära temperaturskalor (Celsius för vanligt bruk och Kelvin som den absoluta skalan).
Definition:
Rankine är en absolut temperaturskala baserad på Fahrenheit med gradintervall som är desamma. Skillnaden är att Rankine börjar vid absolut noll; punkten där all molekylär rörelse upphör.
Rankine-skalan är ofta utbytbar med Kelvinskalan som är den primära enheten för temperatur i det internationella enhetssystemet (SI). Rankine kan enkelt omvandlas till Fahrenheit genom att helt enkelt lägga till 459,67. Detta innebär att storleken på en grad Rankine är lika med storleken på en grad Fahrenheit.
Ursprung:
Rankine-skalan namngavs efter den skotska ingenjören och fysikern William John Macquorn Rankine som föddes år 1820. Han gjorde betydande bidrag till termodynamikens område och är mest känd för sitt arbete med värmemaskiner.
Vanliga referenser:
Absoluta nollpunkten, 0ºR
Smältpunkten för is, 491.67ºR
Varm sommardag i ett tempererat klimat, 531ºR
Normal kroppstemperatur, 558.27ºR
Kokpunkten för vatten vid 1 atmosfär, 671.67ºR
Använd sammanhang:
Rankine-skalan används inom termodynamik, särskilt inom värmemotorer och kraftcykler. Rankine är liknande Fahrenheit som Kelvin är till Celsius.
Skalan används också ibland inom vissa specialiserade områden såsom rymdteknik och materialvetenskap, men Rankineskalan används vanligtvis inte i vardagen eller inom de flesta vetenskapliga discipliner.
Vad händer vid absoluta nollpunkten (0K)?:
Vid absoluta nollpunkten, 0 Kelvin (0K) eller -273.15 grader Celsius, är temperaturen på det lägsta möjliga punkten någonting kan vara. Vid denna temperatur är kinetisk energi hos atomer och molekyler noll vilket får dem att stanna helt. All molekylär rörelse upphör och materia blir stilla.
Flera fantastiska fenomen inträffar här. Eftersom det inte finns någon molekylär rörelse finns det ingen värmeenergi och detta har betydande konsekvenser för ämnets fysikaliska egenskaper. Till exempel blir material mycket spröda och deras elektriska resistans blir noll. Gaser och vätskor fryser till fasta ämnen.
Forskare har aldrig kylt någonting till absolut noll. Men de har kunnat se effekterna av att närma sig absolut noll. Detta har gett insikter i materialets beteende och har lett till förståelsen av superledare och Bose-Einstein-kondensat.
Varför kan du inte gå under 0ºR?:
Rankine är en absolut temperaturmätning vilket innebär att den börjar vid absolut noll, den lägsta möjliga temperaturen i vårt universum. Absolut noll är 0 Rankine(K) eller -459.67 grader Fahrenheit(°F). Rankine är baserad på de genomsnittliga kinetiska energierna hos partiklar i en substans.
Du kan inte ha ett negativt Rankine-värde eftersom vid 0K finns det ingen kinetisk energi i partiklarna och de är i sitt lägsta möjliga rörelsetillstånd. Det är omöjligt för ett system att ha mindre energi än noll.
Negativ Rankine skulle innebära att ett system har en negativ termisk energi vilket bryter mot termodynamikens principer. Det är viktigt att komma ihåg att negativa temperaturer existerar i andra temperaturskalor såsom Celsius och Fahrenheit.