- Rankine et autres échelles de température
- Celsius
- Fahrenheit
- Rankine
- Zéro absolu
- William John Macquorn Rankine
- Conversion des températures de l'échelle de Rankine
- De Rankine à Celsius, Fahrenheit et Kelvin
- À Celsius
- Vers Fahrenheit
- Vers Kelvin
- De Celsius, Fahrenheit et Kelvin à Rankine.
- Exemples de comparaison de différentes températures avec différentes échelles
- Zéro absolu
- Point de congélation de la saumure
- Point de congélation de l'eau
- Triple point d'eau
- Point d'ébullition de l'eau
- Température corporelle humaine
- Références
L' échelle de rang est une échelle absolue de température thermodynamique dans laquelle toutes ses valeurs sont positives, puisqu'elles se rapportent au zéro absolu; la température théorique la plus basse qu'un corps puisse atteindre, mais qui est impossible à atteindre expérimentalement et thermodynamiquement.
Il a été proposé en 1859 par l'ingénieur écossais William John MacQuorn Rankine (image du bas), onze ans après que William Thomson (Lord Kelvin, 1848) a publié son échelle de température absolue en fonction des degrés Celsius, ° C.
William John MacQuorn Rankine. Source: William Rankine
Le zéro absolu sur l'échelle kelvin a une valeur de -273,15 ° C. Le reste des températures sur cette échelle est obtenu en ajoutant 273,15 à la valeur des températures en degrés Celsius (ou mieux connue sous le nom de centigrades).
L'échelle de Rankine est liée aux degrés Fahrenheit. Par conséquent, la valeur zéro absolue pour cette échelle est exprimée en degrés Fahrenheit; c'est -459,67 ° F. Ainsi, pour obtenir les autres températures, il suffit d'ajouter 459,67 à la valeur des températures (° R = ° F + 459,67).
Les diplômes Rankine ont été utilisés dans les activités d'ingénierie aux États-Unis et en Angleterre. Cependant, aujourd'hui, son utilisation est pratiquement éteinte.
Rankine et autres échelles de température
Celsius
Andrés Celsius a publié son échelle en 1742, indiquant la température d'ébullition de l'eau à 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 on l'appelle aujourd'hui.
Fahrenheit
L'échelle Fahrenheit a été proposée par Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. L'échelle établit une température de 32 ° F comme point de congélation de l'eau et le point d'ébullition de l'eau 212 ° F.
Fahrenheit a noté qu'un mélange d'eau, de glace et d'un sel d'ammonium avait une température de 0 ° F; tandis qu'un mélange d'eau et de glace, il avait une température de 32 ° F.
Rankine
Les degrés de Rankine sont également souvent exprimés en unités ° R ou simplement R. Cependant, pour les degrés Kelvin, ils sont en fait souvent appelés uniquement Kelvin et sont écrits K et non ° K.
Même le National Institute of Standards and Technology recommande de ne pas utiliser le symbole du degré lors de l'utilisation de l'échelle de température Rankine dans les publications du NIST.
Le transfert de chaleur par rayonnement, le changement d'entropie, l'efficacité thermique du moteur thermique Carnot et le coefficient de performance de la pompe à chaleur nécessitent l'utilisation de la température absolue en degrés Rankine lorsque vous travaillez sur le système d'ingénierie américain..
Dans certains domaines de l'ingénierie aux 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 Kelvin.
Il a même été souligné que l'échelle de température de Rankine est utilisée principalement en raison de sa relation avec l'échelle de température Fahrenheit.
Zéro absolu
Les échelles de température Kelvin et Rankine commencent au zéro absolu. Mais qu'est-ce que le zéro sournois?
Le zéro absolu est la température la plus basse pouvant être atteinte. On dit que l'énergie interne du système atteint son niveau le plus bas, sans particules de mouvement; toutes ses vibrations et mouvements seraient figés.
Selon la troisième loi de la thermodynamique, le zéro absolu est une limite inaccessible.
La température la plus proche du zéro absolu est de 5 ∙ 10 -10 K au-dessus du zéro absolu, obtenue 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 a été l'un des pionniers dans l'étude de la thermodynamique. Il a développé une théorie complète sur la machine 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 comme ingénieur civil et publié des articles sur des sujets pratiques d'ingénierie, et plus tard sur la physique moléculaire, ainsi que sur la thermodynamique.
En 1855, il fut nommé président de la chaire de génie civil et mécanique de l'Université de Glasgow.
Il a écrit plus de 150 articles et manuels scientifiques, ainsi que des livres à l'usage de ses étudiants. Il fut élu à la Royal Society en 1853 et fut le premier président de la Scottish Institution of Engineers.
En plus de son immense activité scientifique et académique, Rankine aimait beaucoup la musique, à la fois comme interprète et comme compositeur. Ainsi, il compose 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
= (- 491,67) ∙ 5/9
La valeur 491,67 est égale à 459,67 (zéro absolu de Rankine) plus 32 ° F (température de congélation de l'eau). Et 5/9 est un facteur de conversion des degrés Celsius en degrés Rankine ou Fahrenheit; puisque, dans ces échelles de température, 100 ºC équivaut à 180 ° R ou ºF.
Vers Fahrenheit
= - 459,67
Vers Kelvin
= ∙ 5/9
De Celsius, Fahrenheit et Kelvin à Rankine.
- = (+ 273,15) ∙ 9/5
La valeur 273,15 est le zéro absolu sur l'échelle de température Kelvin. Et 9/5 est un facteur de conversion, puisque 180 ° F ou ºR équivaut à 100 ° C.
- = + 459,67
- = ∙ 9/5
Exemples de comparaison de différentes températures avec différentes échelles
Zéro absolu
-Kelvin 0 (par définition).
-Celsius -273,15 ° C
-Fahrenheit -459,67 ° F.
-Rankine 0 ºR (par définition).
Point de congélation de la saumure
(Point zéro de l'échelle Fahrenheit)
-Kelvin: 255,37 K.
-Celsius: -17,78 ° C
-Fahrenheit: 0 ° F.
-Rankine: 459,67 ºR.
Point de congélation de l'eau
-Kelvin: 273,15 K.
-Celsius: 0 ºC.
-Fahrenheit: 32 ° F.
-Rankine: 459,67 ºR.
Triple point d'eau
-Kelvin: 273,16 K.
-Celsius: 0,01 ° C
-Fahrenheit: 32,018 ° F.
-Rankine: 491,688 ºR.
Point d'ébullition de l'eau
-Kelvin: 373.1339 K.
-Celsius: 99,9839 ° C
-Fahrenheit: 211,97102 ° F.
-Rankine: 671,64102 ° R.
Température corporelle humaine
-Kelvin: 310 K.
-Celsius: 37 ° C
-Fahrenheit: 98 ° F.
-Rankine: 558 ºR.
Références
- Wikipédia. (2019). Rankin grimpa. Récupéré de: en.wikipedia.org
- Maria del Rosario. (13 octobre 2010). Rankine. Récupéré de: quimistorias.blogspot.com
- Université de Glasgow. (sf). Macquorn Rankine. Récupéré de: universitystory.gla.ac.uk
- Zamboni, Jon. (26 avril 2018). Les quatre types d'échelles de température. Découvrir. Récupéré de: scaimer.com
- Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit à Rankine. Conversions métriques. Récupéré de: metric-conversions.org
- Hillger D., Toth G. (2016). Échelles de température et leurs inventeurs. Philatelia Chimica et physica, vol 37, n ° 2. Printemps.