การแปลง แรงคิน

ตัวย่อ/สัญลักษณ์:

ºR

หน่วยของ:

อุณหภูมิ

การใช้ทั่วโลก:

Rankine เป็นหน่วยการวัดที่ใช้ในการปริมาณอุณหภูมิ แม้ว่าจะไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเหมือนสเกลอุณหภูมิอื่น ๆ เช่นเซลเซียสหรือฟาเรนไฮต์ แต่ยังคงมีการใช้งานบางส่วนในสาขาและภูมิศาสตร์บางส่วนทั่วโลก สเกล Rankine ใช้โดยส่วนใหญ่ในวิศวกรรมและเทอร์โมไดนามิก โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา

ในสายงานวิศวกรรม ระบบหน่วยวัดแบบแรงก์กีน (Rankine) ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์และออกแบบโรงไฟฟ้า, ระบบทำความเย็น, และกระบวนการอุตสาหกรรมอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมโยงอุณหภูมิกับพลังงานโดยตรง ทำให้การคำนวณและการแปลงหน่วยง่ายขึ้น นอกจากนี้ มาตราส่วนแรงก์กีน (Rankine scale) ยังถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในการศึกษากระบวนการเผาไหม้และแก๊สไดนามิกส์

นอกจากสหรัฐอเมริกาแล้ว การใช้หน่วยวัดแบบแรงกีนน้อยกว่า ประเทศหลายประเทศโดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่ได้รับการนำเข้าระบบเมตริก มักใช้เทียบกับเซลเซียสหรือเคลวินเป็นหน่วยวัดอุณหภูมิหลัก อย่างไรก็ตามควรทราบว่าบางประเทศเช่นสหราชอาณาจักรยังใช้เกณฑ์แรงกีนในสาขาทางเฉพาะเช่นการบินและวิศวกรรมอวกาศ

คำจำกัดความ:

Rankine เป็นหน่วยของอุณหภูมิในเกณฑ์อุณหภูมิสัมบูรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมและเทอร์โมไดนามิกส์ มาตราส่วน Rankine อ้างอิงจากเกณฑ์ฟาเรนไฮต์ โดยที่ศูนย์ Rankine คือศูนย์อุณหภูมิสัมบูรณ์ ซึ่งเป็นจุดที่การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดหยุดลง

มาตราฐานแรงก์กีน (Rankine scale) ถูกใช้ร่วมกับมาตราฐานเคลวิน (Kelvin scale) ซึ่งเป็นหน่วยหลักของอุณหภูมิในระบบหน่วยสากล (SI) มาตราฐานแรงก์กีนถูกกำหนดโดยสมการแรงก์กีน = ฟาเรนไฮต์ + 459.67 นั่นหมายความว่าขนาดของหนึ่งองศาแรงก์กีนเท่ากับขนาดของหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่มาตราฐานฟาเรนไฮต์มีจุดศูนย์ที่ค่าอะไรก็ได้ มาตราฐานแรงก์กีนมีจุดศูนย์ที่อุณหภูมิสุดท้าย ซึ่งทำให้เป็นมาตราฐานอุณหภูมิสมบูรณ์

ต้นกำเนิด:

สเกล Rankine เป็นสเกลอุณหภูมิที่มีชื่อตามช่างเครื่องกลและนักฟิสิกส์ชาวสก็อต William John Macquorn Rankine ผู้เกิดในปี 1820 รางวัล Rankine มีส่วนสำคัญในการพัฒนาด้านเทอร์โมดินามิกส์และวิศวกรรม ผู้คนรู้จักเขาดีที่สุดเพราะงานวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีเครื่องยนต์ร้อนและการพัฒนาวงจร Rankine ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานผลิตพลังงาน

อ้างอิงทั่วไป:

อุณหภูมิสุดยอด, 0ºR

จุดหลอมของน้ำแข็ง 491.67ºR

วันฤดูร้อนอบอุ่นในอากาศที่เป็นสมดุลย์ 531ºR

อุณหภูมิปกติของร่างกายมนุษย์, 558.27ºR

จุดเดือดของน้ำที่ 1 ออตโมสเฟียร์ คือ 671.67ºR

การใช้งาน:

มาตราฐานแรงกดอากาศ (Rankine scale) ใช้ในสาขาวิศวกรรมเทอร์โมไดนามิก โดยเฉพาะในการวิเคราะห์เครื่องยนต์เทอร์โมและวงจรพลังงาน มันมักถูกใช้ร่วมกับมาตราฐานเคลวิน (Kelvin scale) ซึ่งเป็นหน่วยอุณหภูมิมาตราฐานในวงการวิทยาศาสตร์ มาตราฐานแรงกดอากาศมีประโยชน์มากในการประยุกต์ใช้ในงานวิศวกรรมที่ต้องการความแตกต่างของอุณหภูมิและการถ่ายเทพลังงาน เช่นการออกแบบและวิเคราะห์โรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไอน้ำ ระบบทำความเย็น และเครื่องยนต์ก๊าซ

นอกจากการใช้งานในฐานะทางเทอร์โมไดนามิกส์แล้ว มาตราสเกล Rankine ยังถูกใช้งานบางครั้งในสาขาทางพิเศษบางประการ เช่น วิศวกรรมอวกาศและวิทยาศาสตร์วัสดุ ในบริบทเหล่านี้ มาตราสเกล Rankine อาจถูกใช้ในการวัดอุณหภูมิสุดขีดหรือความแตกต่างอุณหภูมิ ที่สเกลฟาเรนไฮต์หรือเซลเซียสอาจไม่ให้ความแม่นยำหรือช่วงที่เพียงพอ อย่างไรก็ตาม ควรทราบว่า มาตราสเกล Rankine ไม่ได้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันหรือในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่นอกเหนือจากทางเทอร์โมไดนามิกส์

อะไรเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสุดยอด (0K) บ้าง?:

ที่อุณหภูมิสุดท้ายหรือที่เรียกว่าศูนย์เคลวิน (0K) หรือ -273.15 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะอยู่ในจุดที่ต่ำที่สุดของมัน ในอุณหภูมิสุดสุดนี้ พลังงานจลาจลของอะตอมและโมเลกุลจะลดลงไปสู่ขั้นต่ำที่สุด ทำให้พวกเขาหยุดเคลื่อนที่ทั้งหมด และสิ่งของกลายเป็นนิ่งเสียเท่าที่จะเป็นได้

ที่อุณหภูมินี้จะเกิดปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งหลายอย่าง หนึ่งในนั้นคือการขาดของพลังงานความร้อนอย่างสมบูรณ์ โดยที่ไม่มีการเคลื่อนที่ของโมเลกุล จึงไม่มีการส่งผ่านความร้อนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง การขาดของพลังงานความร้อนนี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ ตัวอย่างเช่น วัสดุจะเป็นอย่างหนาแน่นและความต้านทานทางไฟฟ้าของพวกเขาจะลดลงถึงศูนย์ นอกจากนี้ ก๊าซจะเป็นของเหลวและของเหลวจะแข็งตัว เนื่องจากขาดการเคลื่อนที่ของโมเลกุลทำให้ไม่สามารถรักษาสถานะของของเหลวได้

นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยสามารถบรรลุศูนย์องศาแบบแท้ในการปฏิบัติจริงได้เนื่องจากเป็นแนวคิดที่เป็นไอเดียลที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม โดยการทำให้สารเย็นถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก พวกเขาสามารถสังเกตและศึกษาผลกระทบของการเข้าใกล้ศูนย์องศาแบบแท้ได้ การทดลองเหล่านี้ได้ให้ข้อมูลที่มีคุณค่าเกี่ยวกับพฤติกรรมของสารและได้นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีเช่นซูเปอร์คอนดักเตอร์และบอส-อินสไตน์คอนเดนเซต

ทำไมคุณไม่สามารถลงต่ำกว่า 0ºR ได้?:

Rankine (ºR) เป็นหน่วยในการวัดอุณหภูมิในระบบอิมพีเรียล ใช้ในวิศวกรรมและเทอร์โมไดนามิกส์ มันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสเกลเคลวิน (K) ในระบบเมตริก มีขนาดขององศาเดียวกัน คล้ายกับสเกลเคลวิน สเกลแรงก์กินเริ่มต้นที่ศูนย์สมบูรณ์ (0 ºR) แต่ใช้ขนาดองศาฟาเรนไฮต์

เหตุผลที่คุณไม่สามารถลงต่ำกว่า 0 ºR บนเกณฑ์แรงก์กีนเป็นเพราะมันแสดงถึงศูนย์สมบัติ อุณหภูมิที่ต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ในจักรวาล ศูนย์สมบัติถูกกำหนดให้เป็นจุดที่การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดหยุดและอุณหภูมิไม่สามารถลดลงได้อีกต่อไป ในอุณหภูมินี้ สารทั้งหมดไม่มีพลังงานความร้อนและอยู่ในสถานะการพักอย่างสมบูรณ์

พยายามลงต่ำกว่า 0 ºR จะแสดงถึงการลงต่ำกว่าศูนย์เอ็นเตอร์จริง ซึ่งเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ทางกายภาพ มันจะละเมิดกฎของเทอร์โมไดนามิกส์และขัดขวางความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพฤติกรรมของสาร ดังนั้น มาตราเรียน คล้ายกับมาตราเคลวิน มีขีดจำกัดล่างที่ถูกต้องที่สุดที่เป็นศูนย์เอ็นเตอร์แน่นอน ทำให้ไม่สามารถวัดหรือแสดงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดนี้ได้