Qual é a escala Rankine? (Com exemplos de conversões)

A escala de classificação é uma escala de temperatura termodinâmica absoluta na qual todos os seus valores são positivos, uma vez que se referem ao zero absoluto; a menor temperatura teórica que um corpo pode atingir, 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 em graus Celsius, ° C.

Qual é a escala Rankine? (Com exemplos de conversões) 1

William John MacQuorn Rankine. Fonte: William Rankine [Domínio público]

O zero absoluto na escala Kelvin tem um valor de -273,15 ° C. 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 Fahrenheit. Portanto, o valor do zero absoluto para esta escala é expresso em graus Fahrenheit; Isso é -459,67 ºF. Assim, para obter as outras temperaturas, basta adicionar 459,67 ao valor das temperaturas (° R = ° F + 459,67).

Os graus rankine passaram a ser utilizados em atividades de engenharia nos Estados Unidos e na Inglaterra. No entanto, hoje seu uso praticamente se extinguiu.

Rankine e outras escalas de temperatura

Celsius

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

Fahrenheit

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

Relacionado:  Brometo de lítio: estrutura, propriedades, usos, riscos

Fahrenheit apontou que uma mistura de água, gelo e sal de amônio tinha uma temperatura de 0 ° F; enquanto uma mistura de água e gelo, tinha uma temperatura de 32ºF.

Rankine

As classificações Rankine também são geralmente expressas como ° R ou simplesmente como unidades R. No entanto, para os graus Kelvin, na verdade eles são geralmente referidos apenas como Kelvin e são escritos K e não ° K.

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

A transferência de calor por radiação, a mudança de entropia, a eficiência térmica do motor térmico Carnot e o coeficiente de desempenho da bomba de calor exigem o uso de temperatura absoluta em graus Rankine ao trabalhar no American Engineering System .

Em alguns campos de engenharia nos 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.

Foi ainda apontado que a escala de temperatura Rankine é usada principalmente por causa de sua relação com a escala de temperatura de Fahrenheit.

Zero absoluto

As escalas de temperatura Kelvin e Rankine são baseadas no zero absoluto. Mas o que é zero asoluto?

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

De acordo com a terceira lei da termodinâmica, o zero absoluto é um limite inacessível.

A temperatura mais próxima do zero absoluto é de 5 × 10 -10 K acima do zero absoluto, obtida em um laboratório do MIT em 2003, ao refrigerar um gás em um campo magnético.

Relacionado:  Evaporação química: o que é, aplicações e exemplos

William John Macquorn Rankine

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

Nascido em Edimburgo, Rankine foi educado na Universidade daquela cidade. Ele trabalhou como engenheiro civil e publicou artigos sobre tópicos de engenharia prática e, em seguida, em física molecular, bem como em termodinâmica.

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

Ele escreveu mais de 150 artigos e manuais científicos, além de livros para o uso de seus alunos. Ele foi eleito 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 intérprete 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 das temperaturas da 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 (valor absoluto de Rankine) mais 32 ºF (temperatura de congelamento da água). E 5/9 é um fator de conversão de graus Celsius para graus Rankine ou Fahrenheit; uma vez que, nessas escalas de temperatura, 100 ° C é igual a 180 ° R ou ° F.

Para Fahrenheit

[ºF] = [° R] – 459,67

Para Kelvin

[K] = [ºR] ∙ 5/9

De Celsius, Fahrenheit e Kelvin a Rankine.

– [ºR] = ([ºC] + 273,15) / 5 9/5

O valor 273,15 é o zero absoluto na escala de temperatura Kelvin. E 9/5 é um fator de conversão, uma vez que 180 ºF ou ºR é igual a 100 ºC.

Relacionado:  Água destilada: propriedades, como fazê-lo, usos e toxicidade

– [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 ° C.

-Fahrenheit -459,67 ºF.

-Rankine 0 ºR (por definição).

Ponto de congelamento de salmoura

(Ponto zero da escala de Fahrenheit)

-Kelvin: 255,37 K.

-Celsius: -17,78 ° C.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459,67 ºR.

Ponto de congelamento da água

-Kelvin: 273,15 K.

-Celsius: 0 ° C.

-Fahrenheit: 32 ºF.

-Rankine: 459,67 ºR.

Ponto triplo da água

-Kelvin: 273,16 K.

-Celsius: 0,01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018 ºF.

-Rankine: 491.688 ºR.

Ponto de ebulição da água

-Kelvin: 373,1339 K.

-Celsius: 99,9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ºF.

-Rankine: 671,64102 ºR.

Temperatura do corpo humano

Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C.

-Fahrenheit: 98 º F.

-Rankine: 558 ºR.

Referências

  1. Wikipedia (2019). Escala de Rankin. Recuperado de: en.wikipedia.org
  2. Maria del Rosario (13 de outubro de 2010). Rankine Recuperado de: quimistorias.blogspot.com
  3. Universidade de Glasgow (sf). Macquorn Rankine. Recuperado de: universitystory.gla.ac.uk
  4. Zamboni, Jon. (26 de abril de 2018). Os quatro tipos de escalas de temperatura. Sciencing Recuperado de: sciencing.com
  5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit para Rankine. Conversões de métricas Recuperado em: metric-conversions.org
  6. Hillger D., Toth G. (2016). Escalas de temperatura e seus inventores. Philatelia Chimica et physica, vol. 37, n. 2. Spring.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies