Rankine
Abreviatura / Símbolo:
ºR
De utilizo mondial:
Rankine es una unidad de medida utilizada para cuantificar la temperatura. Aunque no es tan ampliamente utilizada como otras escalas de temperatura como Celsius o Fahrenheit, aún se encuentra algunas aplicaciones en ciertos campos y regiones alrededor del mundo. La escala Rankine se utiliza principalmente en ingeniería y termodinámica, especialmente en los Estados Unidos.
En el campo de la ingeniería, Rankine se utiliza a menudo en el análisis y diseño de plantas de energía, sistemas de refrigeración y otros procesos industriales. Es particularmente útil en estas aplicaciones porque relaciona directamente la temperatura con la energía, lo que facilita los cálculos y conversiones. Además, la escala Rankine se utiliza comúnmente en el estudio de procesos de combustión y dinámica de gases.
Fuera de los Estados Unidos, el uso de Rankine es menos común. La mayoría de los países, especialmente aquellos que han adoptado el sistema métrico, tienden a utilizar Celsius o Kelvin como sus escalas de temperatura principales. Sin embargo, vale la pena señalar que algunos países, como el Reino Unido, aún utilizan la escala Rankine en ciertos campos especializados como la aviación y la ingeniería aeroespacial.
Definición:
El Rankine es una unidad de temperatura en la escala de temperatura absoluta, comúnmente utilizada en ingeniería y termodinámica. La escala Rankine se basa en la escala Fahrenheit, siendo cero Rankine el cero absoluto, el punto en el que cesa todo movimiento molecular.
La escala Rankine se utiliza a menudo en conjunto con la escala Kelvin, que es la unidad principal de temperatura en el Sistema Internacional de Unidades (SI). La escala Rankine se define mediante la ecuación Rankine = Fahrenheit + 459.67. Esto significa que el tamaño de un grado Rankine es igual al tamaño de un grado Fahrenheit. Sin embargo, a diferencia de la escala Fahrenheit, que tiene su punto cero en un valor arbitrario, la escala Rankine tiene su punto cero en el cero absoluto, lo que la convierte en una escala de temperatura absoluta.
Origen:
La escala Rankine es una escala de temperatura nombrada en honor al ingeniero y físico escocés William John Macquorn Rankine. Nacido en 1820, Rankine realizó importantes contribuciones al campo de la termodinámica y la ingeniería. Es conocido principalmente por su trabajo en la teoría de motores de calor y el desarrollo del ciclo Rankine, el cual se utiliza ampliamente en plantas de energía.
Referencias comunes:
Cero absoluto, 0ºR
Punto de fusión del hielo, 491.67ºR
Día cálido de verano en un clima templado, 531ºR
Temperatura normal del cuerpo humano, 558.27ºR
Punto de ebullición del agua a 1 atmósfera, 671.67ºR
Contexto de uso:
La escala Rankine se utiliza principalmente en el campo de la termodinámica, especialmente en el análisis de motores de calor y ciclos de potencia. A menudo se utiliza en conjunto con la escala Kelvin, que es la unidad estándar de temperatura en la comunidad científica. La escala Rankine es particularmente útil en aplicaciones de ingeniería donde las diferencias de temperatura y las transferencias de energía son importantes, como en el diseño y análisis de plantas de energía de vapor, sistemas de refrigeración y turbinas de gas.
Además de su uso en termodinámica, la escala Rankine también se utiliza ocasionalmente en algunos campos especializados, como la ingeniería aeroespacial y la ciencia de materiales. En estos contextos, la escala Rankine puede utilizarse para medir temperaturas extremas o gradientes de temperatura, donde las escalas Fahrenheit o Celsius pueden no proporcionar suficiente precisión o rango. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la escala Rankine no se utiliza comúnmente en la vida cotidiana ni en la mayoría de las disciplinas científicas fuera de la termodinámica.
¿Qué ocurre en el cero absoluto (0K)?:
A temperatura absoluta cero, también conocida como 0 Kelvin (0K) o -273.15 grados Celsius, es el punto más bajo posible de la temperatura. A esta temperatura extrema, la energía cinética de los átomos y las moléculas alcanza su mínimo, lo que hace que se detengan por completo. Como resultado, todo movimiento molecular cesa y la materia se vuelve tan quieta como puede ser.
A esta temperatura, ocurren varios fenómenos fascinantes. Uno de los más notables es la completa ausencia de energía térmica. Como no hay movimiento molecular, no hay transferencia de calor de un objeto a otro. Esta ausencia de energía térmica tiene implicaciones significativas para varias propiedades físicas. Por ejemplo, los materiales se vuelven extremadamente quebradizos y su resistencia eléctrica se reduce a cero. Además, los gases se condensan en líquidos y los líquidos se solidifican, ya que la falta de movimiento molecular les impide mantener su estado fluido.
Los científicos nunca han logrado alcanzar el cero absoluto en la práctica, ya que es un concepto idealizado. Sin embargo, al enfriar sustancias a temperaturas extremadamente bajas, han podido observar y estudiar los efectos de acercarse al cero absoluto. Estos experimentos han proporcionado conocimientos valiosos sobre el comportamiento de la materia y han llevado al desarrollo de tecnologías como los superconductores y los condensados de Bose-Einstein.
¿Por qué no puedes ir por debajo de 0ºR?:
El Rankine (ºR) es una unidad de medida de temperatura en el sistema Imperial, principalmente utilizada en ingeniería y termodinámica. Está estrechamente relacionada con la escala Kelvin (K) en el sistema métrico, con el mismo tamaño de grado. Al igual que la escala Kelvin, la escala Rankine comienza en cero absoluto (0 ºR) pero utiliza el tamaño del grado Fahrenheit.
La razón por la cual no puedes ir por debajo de 0 ºR en la escala Rankine es porque representa el cero absoluto, la temperatura más baja posible en el universo. El cero absoluto se define como el punto en el cual todo movimiento molecular cesa y no es posible una disminución adicional en la temperatura. A esta temperatura, todas las sustancias no tendrían energía térmica y estarían en un estado de completo reposo.
Intentando ir por debajo de 0 ºR implicaría ir por debajo del cero absoluto, lo cual no es físicamente posible. Violaría las leyes de la termodinámica y contradiría nuestra comprensión del comportamiento de la materia. Por lo tanto, la escala Rankine, al igual que la escala Kelvin, tiene su límite inferior fijado en el cero absoluto, asegurando que no se puedan medir ni expresar temperaturas por debajo de este punto.