Convertir °R a K Rankine ↔ Kelvin Gratis En línea Seguro
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Valores habituales — Convertir °R a K (Rankine ↔ Kelvin)
| °R | K |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 200 | 111.111111111 |
| 400 | 222.222222222 |
| 491.67 | 273.15 |
| 527.67 | 293.15 |
| 558.27 | 310.15 |
| 671.67 | 373.15 |
| 1000 | 555.555555556 |
De dónde vienen estas unidades
Fahrenheit puso su cero en 1724 en lo más frío que sabía preparar con fiabilidad —una salmuera de hielo, agua y sal— y situó el calor del cuerpo cerca de 96, para que su escala pudiera dividirse y volverse a dividir. Celsius publicó la suya en 1742 del revés, con 0 para la ebullición y 100 para la congelación; se invirtió tras su muerte, y por eso se le recuerda por una escala que nunca usó. El kelvin es el único de los cuatro que empieza donde ya no queda nada que quitar: el cero absoluto. Desde 2019 se define fijando la constante de Boltzmann en vez de por el punto triple del agua, de modo que ya no depende de una sustancia concreta. El Rankine es el grado Fahrenheit contado desde el cero absoluto, y el Réaumur, con 80 grados entre congelación y ebullición, sobrevive sobre todo en recetas antiguas y en algunas queserías.
Dónde se las encuentra
El Celsius lleva el tiempo, la cocina y la medicina casi en todas partes; el Fahrenheit hace ese mismo trabajo en Estados Unidos y se mantiene en los mandos del horno y en las recetas americanas. El kelvin pertenece a la física, a la temperatura de color de lámparas y pantallas, y a cuanto esté tan frío que los números negativos estorben. El Rankine aparece en la termodinámica estadounidense, y el Réaumur sobre todo en textos históricos: justo por eso una receta antigua puede engañar a quien la lea como Celsius.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la escala Rankine?
Una escala absoluta con grados del tamaño de los Fahrenheit. Cero Rankine es el cero absoluto, y el agua se congela a 491,67 °R. Para pasar desde kelvin se multiplica por 9/5. Aparece en algunos trabajos estadounidenses de ingeniería y termodinámica, donde los pasos tipo Fahrenheit son cómodos pero hace falta un cero verdadero.
¿Por qué el kelvin no lleva signo de grado?
Porque desde 1967 es una unidad en sí misma, escrita K y leída kelvin, no grados Kelvin. Cero kelvin es el cero absoluto, −273,15 °C, y un paso de un kelvin tiene exactamente el tamaño de un grado Celsius. La conversión se reduce a sumar o restar 273,15.
¿El resultado es exacto?
Donde ambas unidades se definen una por otra con números enteros, sí: la página lo dice encima de la cifra, y el único redondeo está en cuántos dígitos se muestran. Donde la razón no tiene decimal finito, la página muestra doce cifras significativas y califica la relación de aproximada en vez de fingir otra cosa.
¿Algo de lo que escribo sale de mi dispositivo?
No. La aritmética se hace en su navegador; no se sube nada, y tampoco hay servidor que lo reciba. Cargada una vez, la página sigue funcionando con la red apagada.
Llamas, hornos y motores: de Rankine a kelvin
La ingeniería de la combustión trata con calores extremos, y los manuales estadounidenses suelen expresarlos en Rankine: el metano arde en el aire cerca de 4,000 °R, una llama de hidrógeno y oxígeno alcanza 5,544 °R, y el gas dentro del cilindro de un motor llega a un máximo de unos 4,860 °R. Los artículos publicados en otros lugares dan los mismos estados en kelvin. Para convertir °R a K, divida entre 1.8: 4,000 °R son 2,222 K, 5,544 °R son 3,080 K y 540 °R son 300 K. La calculadora de arriba hace la división a medida que escribe, y las secciones siguientes conectan las cifras con llamas, calderas, hornos, motores y emisiones.
Encontrará la fórmula con ejemplos resueltos, un breve perfil de cada escala, una comparación, un recorrido por la práctica de la combustión y los errores que hay que evitar. Toda la aritmética se queda en su navegador.
Cómo convertir °R a K: divida entre 1.8
La fórmula
La fórmula es K = °R ÷ 1.8, o K = °R × 5/9. Así, 540 °R dan 300 K, 1,000 °R dan 555.56 K y 3,000 °R dan 1,666.7 K. Para volver, multiplique por 1.8. Ambas escalas empiezan en el cero absoluto, así que no hay desfase que restar.
Ejemplos resueltos
El aire estándar a 518.67 °R son 288.15 K. Una llama de metano y aire a 4,000 °R son 2,222 K. Un motor diésel al final de la compresión, unos 1,620 °R, son 900 K, y un escape a 2,160 °R son 1,200 K.
Por qué solo una división
Rankine y kelvin comparten el mismo cero. Difieren solo en el tamaño del grado, ya que un kelvin equivale a 1.8 grados Rankine. Eso hace de la conversión una única división.
Una comprobación rápida de cordura
El valor en kelvin es 5/9 del valor en Rankine, aproximadamente el 56 por ciento. Si el resultado de un cálculo de «convertir °R a K» es mayor que la entrada, multiplicó en lugar de dividir.
La escala Rankine
La escala absoluta de los datos de combustión en unidades inglesas
Rankine es la temperatura absoluta en grados del tamaño Fahrenheit. Los textos estadounidenses de combustión y de dinámica de gases la usan junto con Btu y libras, especialmente para las temperaturas de llama y los cálculos de la ley de los gases. El símbolo es °R.
Dónde aparece
Manuales de combustión, manuales de calderas y termodinámica de motores en unidades inglesas.
El kelvin
La unidad SI de temperatura
El kelvin empieza en el cero absoluto. La ciencia de la combustión, la cinética y las normas internacionales lo usan. Una temperatura en kelvin entra directamente en la ecuación de Arrhenius, en la ley de los gases y en las fórmulas de radiación. Se escribe K, sin signo de grado.
Dónde aparece
Artículos de investigación, normas internacionales y tablas de cinética.
Rankine frente a kelvin
Un kelvin equivale a 1.8 grados Rankine. Una llama que está 900 °R más caliente que otra está 500 K más caliente. Ambas escalas son absolutas, así que los cocientes de temperatura son iguales: una llama a 4,000 °R y aire a 540 °R dan un cociente de 7.4, igual que 2,222 K y 300 K.
La división es exacta, así que no entra ningún redondeo en la conversión. El único descuido habitual es confundir Rankine con Fahrenheit.
Dónde aparece la conversión
Temperaturas adiabáticas de llama
La temperatura que alcanzaría una llama sin pérdida de calor depende del combustible y del oxidante. El metano en aire da unos 4,000 °R, que son 2,222 K. El propano en aire da 4,081 °R, o 2,267 K, el hidrógeno en aire 4,469 °R, o 2,483 K, el acetileno en oxígeno 6,138 °R, o 3,410 K, y el hidrógeno en oxígeno 5,544 °R, o 3,080 K. Un cálculo de «convertir °R a K» concilia un manual estadounidense con un artículo europeo.
Motores
La temperatura máxima del gas en un motor de encendido por chispa es de cerca de 2,700 K, que son 4,860 °R. La compresión diésel termina cerca de 900 K, o 1,620 °R, suficiente para encender el combustible. Los gases de escape salen del cilindro a unos 1,200 K, o 2,160 °R, y se enfrían al avanzar por el tubo.
Hornos de fundición y de cocción
Un horno de vidrio funciona cerca de 1,900 K, que son 3,420 °R. Un horno de cemento quema la harina cruda cerca de 1,723 K, o 3,101 °R. Un horno de cal funciona cerca de 1,370 K, o 2,466 °R, y un incinerador de residuos a unos 1,373 K, o 2,471 °R. Los operadores usan Fahrenheit o Celsius para el control, y Rankine solo en los libros de texto.
NOx térmico
Los óxidos de nitrógeno se forman en las llamas cuando la temperatura supera aproximadamente los 1,800 K, que son 3,240 °R. La velocidad aumenta bruscamente con la temperatura, así que una reducción de 100 K, o 180 °R, puede recortar las emisiones de forma marcada. Los quemadores de bajo NOx bajan la temperatura máxima mezclando gases de combustión o escalonando el aire. Los artículos medioambientales citan kelvin, y las notas de ingeniería estadounidenses dan °F o °R.
Recuperación de calor
Los gases de combustión que salen de una caldera a 450 K, que son 810 °R, transportan una energía que un intercambiador de calor puede recuperar. Enfriarlos hasta 380 K, o 684 °R, recupera calor pero corre el riesgo de condensación ácida por debajo del punto de rocío. El proyectista trabaja con diferencias de temperatura y con temperaturas absolutas para el balance de entropía del intercambiador.
Fórmulas de hoja de cálculo
Ponga los valores Rankine en la columna A y use =A2/1.8 en la columna B. Para lo inverso, use =B2*1.8. Para las diferencias, se aplican los mismos factores. Dé formato con un decimal y escriba la unidad en cada encabezado, para que la hoja pueda pasarse a un colega sin una nota.
Redondeo y precisión
La división es exacta pero a menudo no termina: 1,000 °R son 555.555… K. Ajuste los dígitos a la fuente. Las temperaturas de llama se conocen como mucho con unas pocas decenas de kelvin, así que 2,222 K se escribe mejor como unos 2,220 K. No indique más precisión de la que justifica el cálculo de base.
Estimar sin calculadora
Tome la mitad de la cifra Rankine y luego sume una décima parte de esa mitad. Para 4,000 °R la mitad es 2,000 y la décima parte es 200, lo que da 2,200 K frente a los 2,222 exactos. Para 540 °R el resultado es 297 K. A temperaturas de llama la estimación queda dentro del uno por ciento, lo que es más fino de lo que merecen los datos.
Puntos de referencia que memorizar
491.67 °R son 273.15 K, 518.67 °R son 288.15 K, 540 °R son 300 K, 671.67 °R son 373.15 K y 1,800 °R son 1,000 K. Para llamas, 4,000 °R son unos 2,220 K. Estos puntos de referencia le ayudan a detectar un error en una tabla de un vistazo.
Escalera de referencia
0 °R son 0 K. 36.5 °R son 20.3 K. 139.25 °R son 77.4 K. 540 °R son 300 K. 1,000 °R son 555.6 K. 1,800 °R son 1,000 K. 3,240 °R son 1,800 K. 4,000 °R son 2,222 K. 5,544 °R son 3,080 K. Una escalera así acelera la comprobación.
Comprobar a la inversa
Para comprobar cualquier resultado de convertir °R a K, multiplique por 1.8 y vea si vuelve al punto de partida. Si 540 °R pasaron a ser 300 K, entonces 300 por 1.8 es 540. Una segunda prueba es el cociente: el valor Rankine debe ser 1.8 veces el valor en kelvin.
Relación con Fahrenheit y Celsius
Rankine es igual a Fahrenheit más 459.67, y kelvin es igual a Celsius más 273.15. Partiendo de una temperatura de llama en Fahrenheit de 3,540 °F, suma 459.67 para llegar a 4,000 °R, divide entre 1.8 para llegar a 2,222 K y resta 273.15 para llegar a 1,949 °C. Cada paso es fácil, y la cadena ofrece una comprobación del valor final.
Diferencias frente a valores absolutos
Una diferencia de 180 °R equivale a una diferencia de 100 K, y una subida de 900 °R a través de una caldera equivale a 500 K. Como las dos escalas comparten el cero, las diferencias se convierten exactamente igual que las lecturas absolutas. Esto contrasta con Fahrenheit y Celsius, donde un desfase se aplica solo a los valores absolutos y nunca a las diferencias.
Escribir bien la unidad
Escriba Rankine como °R y kelvin como K, con un espacio tras el número. En los informes para un público internacional, dé ambas: 4,000 °R (2,222 K). Un 4,000 a secas es ambiguo en un artículo de combustión, porque podría ser Rankine, Fahrenheit o kelvin, y los tres describen llamas muy distintas.
Turbinas de gas
La entrada de una turbina de gas moderna llega a 1,700 K, que son 3,060 °R. Una temperatura de entrada más alta significa mayor rendimiento, pero los álabes deben sobrevivir a ella con refrigeración interna y revestimientos de barrera térmica. El rendimiento del ciclo de Brayton ideal depende solo de la relación de presiones, mientras que el trabajo específico aumenta con la relación de temperaturas entre 3,060 °R y 518.67 °R, que es 5.9.
Propiedades de los combustibles en unidades inglesas
Las tablas de combustibles estadounidenses indican los poderes caloríficos en Btu por libra o por pie cúbico. El metano tiene unos 21,500 Btu/lb, que son 50 MJ/kg. El factor de conversión es 2.326 kJ/kg por Btu/lb. La temperatura es solo una de las varias magnitudes que convertir, y un cálculo de «convertir °R a K» es el más fácil de ellas.
Códigos informáticos de combustión
El software de cinética química acepta la temperatura en kelvin. Los datos heredados de fuentes en unidades inglesas pueden llevar las temperaturas en Rankine. Un usuario que alimenta con un valor Rankine un código que espera kelvin obtiene un resultado erróneo por un factor de 1.8, algo que un cálculo de «convertir °R a K» en la fase de entrada evita.
Enseñar la combustión
Un profesor puede demostrar las magnitudes de la llama de una vela con un termopar, que da en torno a 1,600 K, o 2,900 °R, en la zona luminosa. Los alumnos calculan entonces la potencia radiante de la llama en ambos sistemas de unidades. El ejercicio enseña por qué importa la temperatura absoluta y cómo el paso del cálculo de «convertir °R a K» precede a todo cálculo.
Hollín y color de la llama
El resplandor amarillo de una vela proviene de partículas calientes de hollín que irradian como pequeños cuerpos negros a unos 1,600 K, que son 2,880 °R. Una llama azul de gas tiene poco hollín y brilla en cambio por moléculas excitadas. Un mechero Bunsen con el orificio de aire abierto arde más caliente y más limpio que con él cerrado. Los químicos escriben las temperaturas en kelvin, y una hoja de clase de EE. UU. puede tenerlas en °R.
Investigación de incendios
Los investigadores estiman las temperaturas de los incendios por los efectos en los materiales. El aluminio se funde a 933 K, que son 1,680 °R, el vidrio se ablanda cerca de 1,000 K, o 1,800 °R, y el acero pierde la mitad de su resistencia cerca de 870 K, o 1,566 °R. Un informe que cita aluminio fundido dice al lector que el incendio superó los 933 K, un valor que aparece en los documentos de EE. UU. como 1,220 °F o 1,680 °R.
Calor liberado al quemar combustible
Un kilogramo de metano da unos 50 MJ y necesita aproximadamente 17 kg de aire para arder. Repartido entre unos 18 kg de productos con un calor específico cercano a 1.2 kJ/(kg·K), ese calor elevaría la temperatura unos 2,300 K, lo que coincide con las llamas reales, una vez tenida en cuenta la disociación de los productos. En un cálculo en unidades inglesas el mismo calor son 21,500 Btu por libra y la subida se cita en °R. Convertir la temperatura final con un cálculo de «convertir °R a K» permite comparar los dos cálculos.
Enriquecimiento con oxígeno
Quemar con aire enriquecido en oxígeno eleva la temperatura de la llama y recorta el volumen de gases de combustión. El metano en oxígeno puro alcanza unos 3,050 K, que son 5,490 °R, frente a 2,223 K, o 4,001 °R, en aire. Los hornos de vidrio y de metal usan la combustión oxicombustible por esta razón. Los artículos sobre el tema, escritos para un público global, dan kelvin, mientras que las notas comerciales estadounidenses usan °F o °R, de modo que aparece un cálculo de «convertir °R a K» en casi toda comparación.
Estabilidad de la llama y soplado
Una llama se mantiene unida a un quemador cuando el gas sin quemar fluye a una velocidad próxima a la velocidad de combustión. La velocidad de combustión aumenta con la temperatura del gas sin quemar, aproximadamente con el cuadrado de la temperatura absoluta. Precalentar una mezcla de 300 K, que son 540 °R, a 600 K, o 1,080 °R, cuadruplica la velocidad según esta regla aproximada. La relación de 2 en temperatura absoluta es la misma en cualquiera de las dos escalas.
Calderas
El hogar de una caldera grande funciona cerca de 1,500 K, que son 2,700 °R, mientras que el vapor que produce está a unos 811 K, o 1,460 °R. La diferencia entre ambos es una fuente de irreversibilidad, por lo que los ciclos combinados usan primero el gas en una turbina y luego en la caldera. Un cálculo de «convertir °R a K» para cada punto convierte un esquema estadounidense en uno europeo.
Fuegos de leña y estufas
La llama de una estufa de leña está en torno a 1,300 K, o 2,340 °R, mientras que la llama de un incendio forestal promedia cerca de 1,100 K, o 1,980 °R. La llama de una vela está a unos 1,670 K, o 3,006 °R, en su región más caliente. La madera empieza a encenderse cerca de 570 K, que son 1,026 °R. Las normas de seguridad contra incendios de distintos países citan estas cifras en sus propias escalas.
Gases de soldadura
Una llama de oxiacetileno alcanza unos 3,410 K, que son 6,138 °R, lo bastante caliente para fundir el acero a unos 1,811 K, o 3,260 °R. Los plasmas de la soldadura por arco superan los 6,000 K, o 10,800 °R. Los manuales de soldadura enumeran los caudales de gas y los tipos de llama, y las temperaturas las da el fabricante en la escala que convenga al mercado.
Combustión en cohetes
La temperatura de la cámara de un motor de queroseno y oxígeno es de unos 3,500 K, que son 6,300 °R, y para hidrógeno y oxígeno de unos 3,300 K, o 5,940 °R. La velocidad de escape depende de la raíz cuadrada de la temperatura de la cámara, así que un aumento del 10 por ciento da una velocidad un 5 por ciento mayor. Los textos de cohetes de EE. UU. suelen usar °R en las ecuaciones.
Encendido por compresión
El gasóleo se enciende porque el aire comprimido 16 a 1 alcanza unos 900 K. Partiendo de 300 K, o 540 °R, la temperatura final es 300 × 16^0.4 = 909 K, que son 1,636 °R. El arranque en frío es difícil porque un motor frío pierde calor hacia las paredes, y las bujías de precalentamiento ayudan. Los estudiantes calculan la temperatura final en kelvin o en Rankine, nunca en Celsius o Fahrenheit.
Autoignición
El hidrógeno se autoinflama cerca de 773 K, que son 1,391 °R, el propano cerca de 723 K, o 1,301 °R, y la gasolina cerca de 530 K, o 954 °R. El papel se enciende cerca de 506 K, o 911 °R. Estas cifras determinan las temperaturas superficiales seguras de los equipos en zonas peligrosas, y las normativas las dan en Celsius, con los documentos de EE. UU. añadiendo Fahrenheit.
Radiación térmica de las llamas
Una llama irradia según la cuarta potencia de su temperatura absoluta. Una llama a 2,000 K irradia 16 veces más por unidad de superficie que una a 1,000 K. En unidades inglesas esto es 3,600 °R frente a 1,800 °R. Los proyectistas de hornos usan la escala que necesite su fórmula, y un cálculo de «convertir °R a K» concilia los resultados.
Más valores para convertir °R a K
Una lista más larga de conversiones
Si el valor que necesita no está en la primera lista, estas otras conversiones pueden ser lo bastante cercanas para leerlas directamente:
- -273.15 °R = -151.75 K
- -100 °R = -55.5556 K
- -20 °R = -11.1111 K
- 10 °R = 5.55556 K
- 15 °R = 8.33333 K
- 25 °R = 13.8889 K
- 30 °R = 16.6667 K
- 50 °R = 27.7778 K
Errores típicos en un cálculo de «convertir °R a K»
Aplicar un desfase
Las dos escalas comparten el cero, así que ni 459.67 ni 273.15 intervienen. 540 °R son 300 K.
Tratar Rankine como Fahrenheit
Mismo grado, distinto cero. 540 °R equivalen a 80.33 °F, no a 540 °F.
Multiplicar donde hay que dividir
El kelvin es la unidad mayor, así que la cifra se reduce. Si 540 °R pasaron a ser 972, el factor se aplicó al revés.
Preguntas rápidas
¿Cuál es el método para un cálculo de «convertir °R a K»?
Divida el valor Rankine entre 1.8.
¿Cuántos kelvin son 540 °R?
300 K.
¿Cuántos kelvin son 491.67 °R?
273.15 K.
¿Cuántos kelvin son 0 °R?
0 K.
¿Se guarda o se envía mi cifra?
No, se queda en su dispositivo.
Adónde ir a continuación
Otras herramientas de temperatura figuran aquí: Convertir °R a °F, Convertir °R a °C, Convertir °C a K, Convertir °F a K, Convertir K a °C, Convertir km a mi, Convertir mi a km, Convertir L a gal, Convertir gal a L. Para el sentido contrario, use Convertir K a °R.
La idea final: un cálculo de «convertir °R a K» divide entre 1.8 y rotula el resultado como K sin signo de grado. La cifra que introduce se queda en su dispositivo.