¿Por qué todavía necesitamos saber acerca de la escala de temperatura Rankine?

Question

Estoy aprendiendo los principios del proceso en ingeniería química y me enseñaron varias unidades de temperatura como Fahrenheit, Celsius, Kelvin y Rankine. Veo que los tres primeros se utilizan con bastante frecuencia, pero rara vez veo que se utilice el cuarto. ¿Dónde se utiliza entonces la escala Rankine?

Answer 1

Rankine se utiliza comúnmente en la industria aeroespacial en los Estados Unidos.

Rankine es a Fahrenheit lo que Kelvin es para Celsius. Por lo tanto, cuando las personas en los Estados Unidos estaban creando programas y usando ecuaciones que necesitaban una temperatura absoluta, usaban Rankine antes de que Celsius se convirtiera en dominante para cálculos científicos. La razón por la que a veces todavía se utiliza en la industria aeroespacial es que hay muchos programas que se desarrollaron utilizando Rankine, por lo que para ser compatibles con esos programas antiguos, a menudo es más sencillo simplemente usar Rankine en los nuevos programas también.

Por lo tanto, como pasante en la NASA, estaba escribiendo simulaciones que utilizaban Rankine en 2009.

Answer 2

La mayoría de nosotros en el mundo usamos la escala Celsius para medir la temperatura para propósitos cotidianos. La escala Kelvin ha sido diseñada de tal manera que no solo es una escala de temperatura absoluta, sino que también un cambio de 1°C es igual a un cambio de 1K. Esto hace que la conversión de Celsius a Kelvin sea bastante fácil, implicando solo la adición o sustracción de una cierta constante (en este caso, resulta ser 273.16).

Sin embargo, nuestros amigos que viven en los Estados Unidos prefieren usar la escala Fahrenheit. El problema es que convertir Fahrenheit a Kelvin no es tan fácil como lo es para las personas que usan Celsius.

Entonces, ¿qué hacen? Aquí aparece la escala Rankine. La escala Rankine es una especie de análogo de Kelvin para los usuarios de Fahrenheit. Rankine es una escala de temperatura absoluta, y tiene la propiedad de que un cambio de 1°R es igual a un cambio de 1°F. Esto significa que los usuarios de Fahrenheit que necesitan trabajar con temperaturas absolutas encontrarán más fácil usar la escala Rankine en lugar de la escala Kelvin. El Fahrenheit se puede convertir fácilmente a Rankine mediante:

$$R = F + 459.67$$

De hecho, este es el caso, ya que los sistemas de ingeniería que usan la escala Fahrenheit utilizan la escala Rankine para temperaturas absolutas:

(fuente: Wikipedia)

La escala Rankine (/ˈræŋkɪn/) es una escala absoluta de temperatura termodinámica nombrada en honor al ingeniero y físico de la Universidad de Glasgow, William John Macquorn Rankine, quien la propuso en 1859. (La escala Kelvin fue propuesta por primera vez en 1848). Puede ser utilizada en sistemas de ingeniería donde se realizan cálculos de calor utilizando grados Fahrenheit.

Answer 3

Actualmente estoy estudiando ingeniería mecánica en los Estados Unidos y he utilizado Rankine.

Se utiliza de manera similar a Kelvin. Por ejemplo, en mi clase de termodinámica lo utilizamos para analizar varios motores de calor. Hay tablas disponibles con propiedades de gases y vapor utilizando unidades como BTU/R.

Puedo decirte que es algo complicado de usar, porque a menudo se combina con unidades como BTU o Caballos de Fuerza, que no se alinean con el resto del sistema convencional.

Answer 4

Principalmente uso Rankine como una "estación intermedia" al convertir entre Fahrenheit y Kelvin, lo cual sucede frecuentemente al trabajar con instalaciones de manufactura en los Estados Unidos. Debido a que las escalas Rankine y Kelvin no tienen un desplazamiento aditivo entre ellas, la ruta de conversión Fahrenheit <--> Rankine <--> Kelvin requiere menos matemáticas que Fahrenheit <--> Celsius <--> Kelvin.

Answer 5

Hay dos tipos de situaciones en las que se desea una escala de temperatura absoluta

1. Cuando estás trabajando con temperaturas criogénicas y no quieres ver números negativos. (Buen tener)
2. Cuando estás haciendo multiplicación o división con temperaturas. (Debe tener)

Probablemente no te encuentres con Rankine mucho para #1, pero si estás trabajando de otra manera en Fahrenheit y te encuentras con la situación #2, es mucho más conveniente convertir a Rankine (suma simple) que convertir a Kelvin. Y Fahrenheit sigue presente, así que es bueno saber acerca de Rankine.