Rankine
Kısaltma/Sembol:
ºR
Birim:
Dünya çapında kullanım:
Rankine, esas olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan mutlak bir sıcaklık ölçümüdür.
Mühendislikte Rankine, enerji santrallerinin, soğutma sistemlerinin ve endüstriyel süreçlerin tasarımında sıklıkla kullanılır. Sıcaklığı enerjiyle doğrudan ilişkilendirerek hesaplamaları daha basit hale getirdiği için özellikle yararlıdır.
Çoğu ülke, ana sıcaklık ölçekleri olarak Celsius veya Kelvin'i kullanır (Celsius günlük kullanım için ve Kelvin mutlak ölçek olarak).
Tanım:
Rankine, Fahrenheit'a dayalı mutlak bir sıcaklık ölçeğidir ve derece aralıkları aynıdır. Fark, Rankine'in mutlak sıfırdan başlamasıdır; tüm moleküler hareketin durduğu nokta.
Rankine ölçeği sıklıkla Uluslararası Birimler Sistemi'nde (SI) sıcaklık biriminin temel birimi olan Kelvin ölçeği ile değiştirilebilir. Rankine, basitçe 459.67 ekleyerek Fahrenheit'e kolayca dönüştürülür. Bu, bir derece Rankine'in büyüklüğünün bir derece Fahrenheit ile eşit olduğu anlamına gelir.
Köken:
Rankine ölçeği, 1820 doğumlu İskoç mühendis ve fizikçi William John Macquorn Rankine'nin adını almıştır. Termodinamik alanına önemli katkılarda bulunmuş ve ısı motorları üzerine yaptığı çalışmalarla tanınmaktadır.
Ortak referanslar:
Mutlak Sıfır, 0ºR
Buzun erime noktası, 491.67ºR
Ilıman iklimde sıcak bir yaz günü, 531ºR
Normal insan vücut sıcaklığı, 558.27ºR
1 atmosferde suyun kaynama noktası, 671.67ºR
Usage context:
Rankine ölçeği, özellikle ısı motorlarında ve güç döngülerinde termodinamikte kullanılır. Rankine, Fahrenheit'e olduğu gibi Kelvin de Celsius'a benzer.
Ölçek ayrıca havacılık mühendisliği ve malzeme bilimi gibi bazı uzmanlık alanlarında da zaman zaman kullanılmaktadır ancak Rankine ölçeği günlük yaşamda veya çoğu bilimsel disiplinde normalde kullanılmaz.
Mutlak sıfırda (0K) ne olur?:
Mutlak sıfırda, 0 Kelvin (0K) veya -273.15 derece Celsius'ta, sıcaklık mümkün olan en düşük noktadadır. Bu sıcaklıkta atom ve moleküllerin kinetik enerjisi sıfırdır, bu da onların tamamen durmasına neden olur. Tüm moleküler hareket durur ve madde hareketsiz hale gelir.
Burada birkaç inanılmaz olay gerçekleşir. Moleküler hareket olmadığı için ısı enerjisi yoktur ve bu, maddenin fiziksel özellikleri üzerinde önemli etkilere sahiptir. Örneğin, malzemeler çok kırılgan hale gelir ve elektrik dirençleri sıfır olur. Gazlar ve sıvılar katılaşır.
Bilim insanları hiçbir şeyi mutlak sıfıra kadar soğutamamışlardır. Ancak, mutlak sıfıra yaklaşmanın etkilerini gözlemleyebilmişlerdir. Bu, maddenin davranışı hakkında içgörüler sağlamış ve süper iletkenler ile Bose-Einstein yoğunlaşmalarının anlaşılmasına yol açmıştır.
Neden 0ºR'nin altına inemezsiniz?:
Rankine, evrenimizdeki en düşük sıcaklık olan mutlak sıfırdan başlayan mutlak bir sıcaklık ölçümüdür. Mutlak sıfır 0 Rankine(K) veya -459.67 derece Fahrenheit(°F)'dir. Rankine, bir maddenin parçacıklarının ortalama kinetik enerjisine dayanmaktadır.
Negatif bir Rankine değeri olamaz çünkü 0K'de parçacıklarda kinetik enerji yoktur ve en düşük hareket durumundadırlar. Bir sistemin sıfırdan daha az enerjisi olması imkansızdır.
Negatif Rankine, bir sistemin termodinamiğin prensiplerini ihlal eden negatif termal enerjiye sahip olduğunu ima eder. Negatif sıcaklıkların Celsius ve Fahrenheit gibi diğer sıcaklık ölçeklerinde de mevcut olduğunu hatırlamak önemlidir.