APAKAH SKALA RANKINE? (DENGAN CONTOH PENUKARAN) - KIMIA - 2026

The skala Rankine adalah skala mutlak suhu termodinamik di mana semua nilai-nilai positif, kerana mereka disebut sifar mutlak; suhu teori terendah yang dapat dicapai oleh tubuh, tetapi yang tidak dapat dicapai secara eksperimen dan termodinamik.

Ia diusulkan pada tahun 1859 oleh jurutera Scotland William John MacQuorn Rankine (gambar bawah), sebelas tahun setelah William Thomson (Lord Kelvin, 1848) menerbitkan skala suhu mutlaknya sebagai fungsi darjah Celsius, ° C.

William John MacQuorn Rankine. Sumber: William Rankine

Sifar mutlak pada skala kelvin mempunyai nilai -273.15 ° C. Selebihnya suhu pada skala ini diperoleh dengan menambahkan 273.15 pada nilai suhu dalam darjah Celsius (atau lebih dikenali sebagai celcius).

Skala Rankine berkaitan dengan darjah Fahrenheit. Oleh itu, nilai sifar mutlak untuk skala ini dinyatakan dalam darjah Fahrenheit; ini ialah -459.67ºF. Oleh itu, untuk mendapatkan suhu lain, cukup untuk menambahkan 459.67 pada nilai suhu (° R = ° F + 459.67).

Ijazah peringkat digunakan untuk aktiviti kejuruteraan di Amerika Syarikat dan Inggeris. Walau bagaimanapun, hari ini penggunaannya hampir pupus.

Rankine dan skala suhu lain

Celsius

Andrés Celsius menerbitkan skala pada tahun 1742, menunjukkan suhu mendidih air sebagai 0 ºC dan suhu beku 100 ºC. Tetapi Jean-Pierre Christin (1743) dan Carlos Linneo (1745), meletakkan skala suhu terbalik, seperti yang diketahui sekarang.

Fahrenheit

Skala Fahrenheit diusulkan oleh Daniel Gabriel Fahrenheit pada tahun 1724. Skala ini menetapkan suhu 32ºF sebagai titik beku air, dan titik didih air 212ºF.

Fahrenheit menyatakan bahawa campuran air, ais, dan garam amonium mempunyai suhu 0ºF; sedangkan campuran air dan ais, ia mempunyai suhu 32ºF.

Rankine

Rankine darjah juga sering dinyatakan sebagai ° R atau hanya unit R. Namun, untuk darjah Kelvin, mereka sebenarnya sering disebut sebagai Kelvin, dan ditulis K dan bukan ° K.

Malah Institut Standard dan Teknologi Nasional mengesyorkan agar tidak menggunakan simbol darjah ketika menggunakan skala suhu Rankine dalam penerbitan NIST.

Pemindahan haba radiasi, perubahan entropi, kecekapan terma mesin haba Carnot, dan pekali prestasi pam haba memerlukan penggunaan suhu mutlak dalam darjah Rankine ketika bekerja di Sistem Kejuruteraan Amerika. .

Di beberapa bidang kejuruteraan di Amerika Syarikat mereka mengukur suhu termodinamik menggunakan skala suhu Rankine; namun, di seluruh dunia saintifik, suhu termodinamik diukur menggunakan skala Kelvin.

Bahkan telah ditunjukkan bahawa skala suhu Rankine digunakan terutama karena hubungannya dengan skala suhu Fahrenheit.

Sifar mutlak

Skala suhu Kelvin dan Rankine bermula pada sifar mutlak. Tetapi apa itu sifar licik?

Sifar mutlak adalah suhu terendah yang mungkin dapat dicapai. Dikatakan bahawa tenaga dalaman sistem mencapai tahap terendah, kekurangan zarah pergerakan; semua getaran dan pergerakannya akan dibekukan.

Menurut undang-undang termodinamik ketiga, sifar mutlak adalah had yang tidak dapat dicapai.

Suhu terdekat dengan sifar mutlak adalah 5 ∙ 10 ^-10 K di atas sifar mutlak, yang diperoleh di makmal MIT pada tahun 2003, dengan menyejukkan gas di medan magnet.

William John Macquorn Rankine

Siapakah William John Macquorn Rankine (1820-1872)? Dia adalah salah satu pelopor dalam kajian termodinamik. Dia mengembangkan teori lengkap mengenai mesin stim dan mesin haba, serta tenaga terma.

Dilahirkan di Edinburgh, Rankine mendapat pendidikan di Universiti kota itu. Dia bekerja sebagai jurutera awam dan menerbitkan artikel mengenai topik kejuruteraan praktikal, dan kemudian mengenai fizik molekul, dan juga termodinamik.

Pada tahun 1855 dia dilantik sebagai Presiden Ketua Kejuruteraan Awam dan Mekanikal di University of Glasgow.

Dia menulis lebih dari 150 artikel dan manual ilmiah, serta buku untuk kegunaan pelajarnya. Dia terpilih menjadi Royal Society pada tahun 1853 dan merupakan presiden pertama Institut Jurutera Scotland.

Selain aktiviti ilmiah dan akademiknya, Rankine sangat meminati muzik, baik sebagai pelakon dan juga komposer. Oleh itu, dia menyusun sebuah lagu berjudul "The Three Foot Rule", di mana dia mempertahankan tradisi British mengenai langkah-langkahnya yang terancam oleh pencerobohan sistem centesimal.

Penukaran suhu skala Rankine

Dari Rankine hingga Celsius, Fahrenheit dan Kelvin

Ke Celsius

= (- 491.67) ∙ 5/9

Nilai 491.67 sama dengan 459.67 (sifar mutlak Rankine) ditambah 32ºF (suhu pembekuan air). Dan 5/9 adalah faktor penukaran dari darjah Celsius ke darjah Rankine atau Fahrenheit; kerana, dalam skala suhu ini, 100 ºC bersamaan 180 ° R atau ºF.

Kepada Fahrenheit

= - 459.67

Kepada Kelvin

= ∙ 5/9

Dari Celsius, Fahrenheit dan Kelvin ke Rankine.

- = (+ 273.15) ∙ 9/5

Nilai 273.15 adalah sifar mutlak pada skala suhu Kelvin. Dan 9/5 adalah faktor penukaran, kerana 180ºF atau ºR sama dengan 100ºC.

- = + 459.67

- = ∙ 9/5

Contoh perbandingan pelbagai suhu dengan skala yang berbeza

Sifar mutlak

-Kelvin 0 (mengikut definisi).

-Celsius -273.15 ° C.

-Fahrenheit -459.67ºF.

-Rankine 0 ºR (mengikut definisi).

Titik beku air garam

(Titik sifar dari Skala Fahrenheit)

-Kelvin: 255.37 K.

-Celsius: -17.78 ° C.

-Fahrenheit: 0º F.

-Rankine: 459.67 ºR.

Titik beku air

-Kelvin: 273.15 K.

-Celsius: 0 ºC.

-Fahrenheit: 32ºF.

-Rankine: 459.67 ºR.

Titik tiga kali ganda air

-Kelvin: 273.16 K.

-Celsius: 0.01 ° C.

-Fahrenheit: 32.018ºF.

-Rankine: 491.688 ºR.

Takat didih air

-Kelvin: 373.1339 K.

-Celsius: 99.9839 ° C.

-Fahrenheit: 211.97102 ° F.

-Rankine: 671.64102 ° R.

Suhu badan manusia

-Kelvin: 310 K.

-Celsius: 37 ° C.

-Fahrenheit: 98º F.

-Rankine: 558 ºR.

Rujukan

1. Wikipedia. (2019). Rankin naik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Maria del Rosario. (13 Oktober 2010). Rankine. Dipulihkan dari: quimistorias.blogspot.com
3. Universiti Glasgow. (sf). Macquorn Rankine. Dipulihkan dari: universitystory.gla.ac.uk
4. Zamboni, Jon. (26 April 2018). Empat Jenis Skala Suhu. Ilmu Pengetahuan. Dipulihkan dari: sciencing.com
5. Wight Hat Ltd. (2018). Fahrenheit ke Rankine. Penukaran Metrik. Dipulihkan dari: metric-conversions.org
6. Hillger D., Toth G. (2016). Skala suhu dan penciptanya. Philatelia Chimica et physica, jilid 37, No 2. Spring.