O escala de rank É uma escala absoluta de temperatura termodinâmica em que todos os seus valores são positivos, uma vez que se referem ao zero absoluto; a temperatura teórica mais baixa que um corpo pode atingir, mas que experimental e termodinamicamente é impossível de atingir.
Foi proposto em 1859 pelo engenheiro escocês William John MacQuorn Rankine (imagem inferior), onze anos depois de William Thomson (Lord Kelvin, 1848) publicar sua escala de temperatura absoluta em função de graus Celsius, ° C.
O zero absoluto na escala de Kelvin tem um valor de -273,15 ° C. As demais temperaturas nesta escala são obtidas adicionando 273,15 ao valor das temperaturas em graus Celsius (ou mais conhecido como centígrados)..
A escala Rankine está relacionada a graus Fahrenheit. Portanto, o valor zero absoluto para esta escala é expresso em graus Fahrenheit; isto é -459,67ºF. Assim, para obter as demais temperaturas, basta adicionar 459,67 ao valor das temperaturas (° R = ° F + 459,67).
O diploma de Rankine passou a ser utilizado em atividades de engenharia nos Estados Unidos e na Inglaterra. Porém, hoje seu uso está praticamente extinto.
Índice do artigo
Andrés Celsius publicou sua escala em 1742, indicando a temperatura de ebulição da água como 0 ºC e sua temperatura de congelamento como 100 ºC. Já Jean-Pierre Christin (1743) e Carlos Linneo (1745), colocaram a escala de temperatura ao contrário, como é conhecida hoje.
A escala Fahrenheit foi proposta por Daniel Gabriel Fahrenheit em 1724. A escala estabelece uma temperatura de 32ºF como ponto de congelamento da água, e o ponto de ebulição da água é 212ºF..
Fahrenheit notou que uma mistura de água, gelo e um sal de amônio tinha uma temperatura de 0ºF; embora fosse uma mistura de água e gelo, tinha uma temperatura de 32ºF.
Os graus Rankine também são frequentemente expressos como unidades ° R ou simplesmente R. No entanto, para graus Kelvin, eles são na verdade frequentemente referidos apenas como Kelvin e são escritos K e não ° K.
Até mesmo o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia recomenda não usar o símbolo de grau 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 de calor de Carnot e o coeficiente de desempenho da bomba de calor exigem o uso da temperatura absoluta em graus Rankine ao trabalhar no Sistema de Engenharia Americano..
Em alguns campos da engenharia nos Estados Unidos, eles medem a temperatura termodinâmica usando a escala de temperatura de Rankine; No entanto, em todo o mundo científico, a temperatura termodinâmica é medida usando a escala Kelvin..
Foi até mesmo apontado que a escala de temperatura Rankine é usada principalmente por causa de sua relação com a escala de temperatura Fahrenheit..
As escalas de temperatura Kelvin e Rankine têm o zero absoluto como ponto de partida. Mas o que é zero furtivo?
O zero absoluto é a temperatura mais baixa que pode ser alcançada. Diz-se que a energia interna do sistema atinge seu nível mais baixo, faltando as partículas de movimento; todas as suas vibrações e deslocamentos seriam congelados.
De acordo com a terceira lei da termodinâmica, o zero absoluto é um limite inatingível.
A temperatura mais próxima do zero absoluto é 5 ∙ 10-10 K acima do zero absoluto, obtido em um laboratório do MIT em 2003, por resfriamento de um gás em um campo magnético.
Quem foi William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Ele foi um dos pioneiros no estudo da termodinâmica. Desenvolveu uma teoria completa sobre máquina a vapor e máquinas térmicas, bem como sobre energia térmica.
Nascido em Edimburgo, Rankine foi educado na Universidade de Edimburgo. Trabalhou como engenheiro civil e publicou artigos sobre tópicos práticos de engenharia e, posteriormente, física molecular, bem como termodinâmica..
Em 1855 foi nomeado presidente da cadeira de Engenharia Civil e Mecânica da Universidade de Glasgow.
Ele escreveu mais de 150 artigos científicos e manuais, bem como livros para uso de seus alunos. Ele foi eleito para a Royal Society em 1853 e foi o primeiro presidente da Scottish Institution of Engineers..
Além de sua imensa atividade científica e acadêmica, Rankine gostava muito de música, tanto como intérprete quanto como compositor. Assim, compôs uma canção intitulada "The Three Foot Rule", onde defende a tradição britânica de suas medidas ameaçadas pela invasão do sistema centesimal..
[º C] = ([ºR] - 491,67) ∙ 5/9
O valor 491,67 é igual a 459,67 (zero absoluto de Rankine) mais 32ºF (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 ºC é equivalente a 180 ° R ou ºF.
[ºF] = [° R] - 459,67
[K] = [ºR] ∙ 5/9
-[ºR] = ([ºC] + 273,15) ∙ 9/5
O valor 273,15 é zero absoluto na escala de temperatura Kelvin. E 9/5 é um fator de conversão, uma vez que 180 ºF ou ºR é equivalente a 100 ºC.
-[ºR] = [ºF] + 459,67
-[ºR] = [K] ∙ 9/5
-Kelvin 0 (por definição).
-Celsius -273,15 ºC.
-Fahrenheit -459,67 ºF.
-Rankine 0 ºR (por definição).
(Ponto zero da escala Fahrenheit)
-Kelvin: 255,37 K.
-Celsius: -17,78 ºC.
-Fahrenheit: 0º F.
-Rankine: 459,67 ºR.
-Kelvin: 273,15 K.
-Celsius: 0 ºC.
-Fahrenheit: 32ºF.
-Rankine: 459,67 ºR.
-Kelvin: 273,16 K.
-Celsius: 0,01 ºC.
-Fahrenheit: 32.018ºF.
-Rankine: 491.688 ºR.
-Kelvin: 373,1339 K.
-Celsius: 99,9839 ºC.
-Fahrenheit: 211,97102ºF.
-Rankine: 671.64102 ºR.
-Kelvin: 310 K.
-Celsius: 37ºC.
-Fahrenheit: 98º F.
-Rankine: 558 ºR.
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