Skala Rankine: Suhu Absolut dalam Teknik
Skala Absolut Berbasis Fahrenheit
Coba Konverter SuhuSementara sebagian besar dunia menggunakan Kelvin untuk pengukuran suhu absolut, insinyur Amerika sering bekerja dengan skala yang kurang dikenal: Rankine. Dinamai dari fisikawan Skotlandia William John Macquorn Rankine, skala ini menggabungkan titik awal nol absolut dari Kelvin dengan ukuran derajat Fahrenheit.
Jika Anda pernah bertanya-tanya mengapa beberapa buku teks teknik AS menggunakan °R alih-alih K, panduan ini menjelaskan semua yang perlu Anda ketahui tentang skala Rankine.
Siapa William Rankine?
William John Macquorn Rankine (1820-1872) adalah seorang insinyur mesin dan fisikawan Skotlandia yang memberikan kontribusi besar pada termodinamika, teknik sipil, dan arsitektur angkatan laut.
Pada tahun 1859, Rankine mengusulkan skala suhu absolut berdasarkan derajat Fahrenheit, paralel dengan hubungan skala Kelvin terhadap Celsius. Karyanya pada termodinamika membantu membangun bidang ini, dan ia menciptakan istilah "actual energy" (kemudian disebut energi kinetik).
Kontribusi Rankine pada teknik begitu signifikan sehingga skala yang menyandang namanya tetap digunakan dalam industri tertentu di AS lebih dari 150 tahun kemudian.
Bagaimana Rankine Berhubungan dengan Skala Lain
Empat skala suhu umum dapat diorganisir menjadi dua pasang:
| Jenis Skala | Skala Relatif | Skala Absolut |
|---|---|---|
| Metrik | Celsius (°C) | Kelvin (K) |
| Imperial/AS | Fahrenheit (°F) | Rankine (°R) |
Hubungan utama:
- Rankine ke Fahrenheit: °R = °F + 459,67
- Rankine ke Kelvin: °R = K × 1,8
- Rankine ke Celsius: °R = (°C + 273,15) × 1,8
Mengapa Menggunakan Rankine?
Anda mungkin bertanya: jika Kelvin adalah standar internasional, mengapa Rankine ada? Jawabannya terletak pada tradisi teknik AS.
Kompatibilitas dengan Satuan AS
Insinyur AS yang bekerja dengan sistem berbasis Fahrenheit (BTU, pound, kaki) menemukan Rankine lebih nyaman daripada mengonversi semuanya ke metrik. Perhitungan termodinamika sering memerlukan suhu absolut, dan menggunakan Rankine memungkinkan insinyur tetap dalam sistem imperial/US customary.
Persamaan Termodinamika
Banyak persamaan termodinamika memerlukan suhu absolut. Misalnya, hukum gas ideal (PV = nRT) hanya bekerja dengan benar menggunakan skala absolut. Insinyur AS yang menggunakan satuan imperial dapat menggunakan Rankine secara langsung tanpa mengonversi ke Kelvin.
Aplikasi Industri
Rankine masih ditemukan dalam:
- Teknik dirgantara AS
- Perhitungan HVAC Amerika
- Beberapa aplikasi industri petroleum
- Buku teks pendidikan teknik AS
Tabel Konversi Rankine
| Deskripsi | Rankine (°R) | Kelvin (K) | Fahrenheit (°F) | Celsius (°C) |
|---|---|---|---|---|
| Nol Absolut | 0 | 0 | −459,67 | −273,15 |
| Nitrogen Cair | 139 | 77 | −321 | −196 |
| Air Membeku | 491,67 | 273,15 | 32 | 0 |
| Suhu Ruangan | 527,67 | 293,15 | 68 | 20 |
| Suhu Tubuh | 558,27 | 310,15 | 98,6 | 37 |
| Air Mendidih | 671,67 | 373,15 | 212 | 100 |
Rankine vs Kelvin: Perbedaan Utama
| Aspek | Rankine (°R) | Kelvin (K) |
|---|---|---|
| Titik Nol | Nol absolut | Nol absolut |
| Ukuran Derajat | Sama dengan Fahrenheit | Sama dengan Celsius |
| Penggunaan Utama | Teknik AS | Ilmu pengetahuan internasional |
| Air Membeku | 491,67 °R | 273,15 K |
| Simbol | °R | K (tanpa simbol derajat) |
| Status SI | Bukan SI | Satuan dasar SI |
Catatan: Kelvin tidak menggunakan simbol derajat (hanya "K"), sementara Rankine secara tradisional menggunakan "°R."
Kesimpulan
Skala Rankine mungkin tidak seterkenal Kelvin, Celsius, atau Fahrenheit, tetapi ia memiliki tujuan penting dalam teknik Amerika. Dengan menyediakan skala suhu absolut yang menjaga kompatibilitas dengan Fahrenheit dan satuan imperial, Rankine memungkinkan insinyur AS melakukan perhitungan termodinamika tanpa terus-menerus mengonversi antar sistem satuan.
Baik Anda menemukan Rankine di buku teks teknik, perhitungan HVAC, atau dokumentasi dirgantara, Anda sekarang memahami tujuannya dan cara mengonversi ke skala yang lebih familiar.