Chuyển °C sang °R Celsius ↔ Rankine Miễn phí Trực tuyến An toàn
Nhập một nhiệt độ theo Celsius và đọc ngay kết quả theo Rankine. Hệ thức chính xác theo định nghĩa, phép tính chạy trong trình duyệt của bạn, và không có gì được gửi đi đâu cả.
Không tải gì lên
Các giá trị thường dùng — Chuyển °C sang °R (Celsius ↔ Rankine)
| °C | °R |
|---|---|
| -40 | 419.67 |
| -10 | 473.67 |
| 0 | 491.67 |
| 10 | 509.67 |
| 20 | 527.67 |
| 25 | 536.67 |
| 37 | 558.27 |
| 100 | 671.67 |
Những đơn vị này đến từ đâu
Năm 1724, Fahrenheit đặt số không của mình ở thứ lạnh nhất mà ông làm ra được một cách đáng tin — nước muối pha băng — và đặt thân nhiệt ở quãng 96, để thang của ông có thể chia rồi lại chia. Celsius công bố thang của mình năm 1742 theo chiều ngược lại, lấy 0 cho điểm sôi và 100 cho điểm đóng băng; nó bị lật ngược sau khi ông mất, và vì thế người ta nhớ ông qua một thang ông chưa từng dùng. Kelvin là thang duy nhất trong bốn thang bắt đầu ở nơi chẳng còn gì để bớt đi nữa: độ không tuyệt đối. Từ năm 2019 nó được định nghĩa bằng cách ấn định hằng số Boltzmann chứ không qua điểm ba của nước, nên không còn phụ thuộc vào một chất cụ thể nào. Rankine là độ Fahrenheit đếm từ độ không tuyệt đối, còn Réaumur, với 80 độ giữa điểm đóng băng và điểm sôi, chủ yếu còn sống trong các công thức cũ và vài xưởng pho mát.
Bạn gặp chúng ở đâu
Celsius dẫn dắt thời tiết, bếp núc và y học ở hầu khắp nơi; Fahrenheit làm đúng việc ấy ở Hoa Kỳ và vẫn trụ lại trên nút lò nướng cùng các công thức Mỹ. Kelvin thuộc về vật lý, về nhiệt độ màu của đèn và màn hình, và về mọi thứ lạnh đến mức số âm trở nên phiền toái. Rankine xuất hiện trong nhiệt động lực học Mỹ, còn Réaumur chủ yếu trong văn bản cũ — và chính vì vậy một công thức xưa có thể đánh lừa người đọc nó như thể là Celsius.
Những câu hỏi thường gặp
Vì sao tôi không thể nhân đôi con số để nhân đôi nhiệt độ?
Vì ba trong số các thang này có điểm không tùy chọn. Hai mươi độ Celsius không nóng gấp đôi mười độ; nó chỉ xa hơn mười độ trên một thang mà điểm không được chọn cho tiện với nước. Chỉ Kelvin và Rankine khởi đầu ở độ không tuyệt đối, nơi thật sự chẳng còn gì; chỉ trên hai thang ấy, nhân đôi con số mới nghĩa là nhân đôi năng lượng nhiệt. Đó cũng là lý do mọi phép đổi ở đây đều cộng hoặc trừ chứ không chỉ nhân.
Thang Rankine là gì?
Một thang đo tuyệt đối có độ chia bằng độ Fahrenheit. Không độ Rankine là không độ tuyệt đối, và nước đóng băng ở 491,67 °R. Để đổi từ kenvin, nhân với 9/5. Nó xuất hiện trong một số công trình kỹ thuật và nhiệt động lực học của Mỹ, nơi bậc kiểu Fahrenheit tiện nhưng cần một điểm không thực sự.
Kết quả có chính xác không?
Ở những chỗ hai đơn vị được định nghĩa qua nhau bằng số nguyên thì có — trang nói rõ điều đó ngay trên con số, và chỗ duy nhất làm tròn là số chữ số hiển thị. Ở những chỗ tỷ số không có thập phân hữu hạn, trang hiển thị mười hai chữ số có nghĩa và nói rằng quan hệ là xấp xỉ, thay vì làm như không phải vậy.
Những gì tôi gõ có rời khỏi máy của tôi không?
Không. Phép tính chạy trong trình duyệt của bạn; không có gì được gửi đi, và cũng chẳng có máy chủ nào để nhận. Tải trang một lần rồi là nó vẫn chạy khi đã tắt mạng.
Thang Rankine: thang tuyệt đối bị lãng quên, từ độ Celsius
Hầu như ai cũng biết Celsius, Fahrenheit và kelvin. Ít người đã gặp thang Rankine, do kỹ sư người Scotland William Rankine đề xuất năm 1859. Nó bắt đầu từ độ không tuyệt đối như kelvin, nhưng các độ của nó có cỡ độ Fahrenheit, khiến nó tiện cho các kỹ sư làm việc với đơn vị Anh. Để chuyển °C sang °R, hãy cộng 273,15 rồi nhân với 9/5: 0 °C là 491,67 °R, 25 °C là 536,67 °R và 100 °C là 671,67 °R. Máy tính phía trên làm cả hai bước ngay khi bạn gõ, và các phần dưới đây kể câu chuyện của thang đo, nơi nó còn xuất hiện và các con số của nó có ý nghĩa gì.
Bạn sẽ tìm thấy công thức kèm các ví dụ cụ thể, hồ sơ ngắn về từng thang đo, một phép so sánh, một tập hợp dài các trường hợp từ lịch sử kỹ thuật và những sai sót cần tránh. Phép tính chạy trong trình duyệt của bạn, và những gì bạn gõ không được gửi đi đâu cả.
Cách chuyển °C sang °R: cộng 273,15 rồi nhân với 9/5
Công thức
Công thức là °R = (°C + 273,15) × 9/5, tức giống như °C × 1,8 + 491,67. Vậy 15 °C là (15 + 273,15) × 1,8 = 518,67 °R, 37 °C là 558,27 °R và −40 °C là 419,67 °R. Để quay lại, hãy chia cho 1,8 rồi trừ 273,15.
Các ví dụ cụ thể
Nước đóng băng ở 0 °C, tức 491,67 °R, và sôi ở 100 °C, tức 671,67 °R. Nitơ lỏng ở −195,8 °C là 139,2 °R. Hơi nước ở 500 °C là 1.391,67 °R, và độ không tuyệt đối, −273,15 °C, là 0 °R.
Vì sao hai bước
Rankine bắt đầu ở độ không tuyệt đối, nên trước hết bạn dịch giá trị Celsius đi 273,15 để đến kelvin. Rồi bạn kéo giãn độ: một độ Rankine là 5/9 của một kelvin, nên bạn nhân với 9/5.
Một phép thử nhanh
Dù đầu vào là gì, con số Rankine phải chính xác bằng 1,8 lần con số kelvin. Nếu không, độ lệch hoặc hệ số đã bị áp dụng sai.
Thang Celsius
Thang đo của nước
Thang Celsius đặt 0 ở điểm đóng băng của nước và 100 ở điểm sôi ở áp suất chuẩn. Đó là thang đo của gần như mọi nước và là cơ sở của kelvin trong khoa học.
Nơi nó xuất hiện
Nhiệt kế, dự báo thời tiết, phòng thí nghiệm và tiêu chuẩn quốc tế.
Thang Rankine
Một thang tuyệt đối với các độ có cỡ Fahrenheit
Rankine là một thang nhiệt động lực học tuyệt đối với điểm không ở độ không tuyệt đối. Một độ Rankine bằng một độ Fahrenheit, và ký hiệu là °R. Nó được giới thiệu bởi William John Macquorn Rankine, người giữ ghế giáo sư kỹ thuật xây dựng và cơ học tại Glasgow.
Nơi nó xuất hiện
Sách giáo khoa nhiệt động lực học của Mỹ, bảng hơi nước và khí theo đơn vị Anh, và một số sổ tay hàng không vũ trụ và hạt nhân.
Celsius so với Rankine
Một độ Celsius bằng 1,8 độ Rankine. Một mức tăng 10 °C là một mức tăng 18 °R. Các giá trị tuyệt đối được nối bằng công thức: 20 °C là 527,67 °R. Vì Rankine là thang tuyệt đối, tỷ số của các nhiệt độ là như nhau ở Rankine và kelvin, đó là lý do nó dùng được trong các công thức về định luật khí và hiệu suất, còn Celsius thì không.
Công thức chính xác, nên làm tròn chỉ xảy ra ở đáp án hiển thị. Các sai sót thường gặp là lẫn Rankine với Fahrenheit và lẫn thang đo với chu trình Rankine.
Phép chuyển đổi xuất hiện ở đâu
Bảng tính chất theo đơn vị Anh
Các sách nhiệt động lực học viết cho sinh viên Mỹ lập bảng tính chất của không khí và hơi nước theo đơn vị Anh. Entropy tính bằng Btu trên pound trên độ Rankine, và hằng số khí của không khí là 53,35 ft·lbf/(lbm·°R). Một sinh viên có dữ liệu bằng Celsius phải làm một phép tính "chuyển °C sang °R" trước khi tra hoặc dùng một giá trị.
Khí quyển chuẩn
Khí quyển chuẩn ở mực nước biển là 15 °C, hay 518,67 °R. Ở tầng bình lưu thấp là −56,5 °C, hay 389,97 °R. Các biểu đồ hiệu năng máy bay dùng tỷ số giữa nhiệt độ cục bộ và nhiệt độ mực nước biển, một con số không thứ nguyên được tính từ các nhiệt độ tuyệt đối.
Các định luật khí
Trong đơn vị Anh, định luật khí được viết với hằng số phổ quát 10,73 psia·ft³ trên lbmol trên °R. Dùng Fahrenheit hay Celsius sẽ cho kết quả vô nghĩa. Các kỹ sư trước hết chuyển sang Rankine, rồi tính. Cùng phép tính trong SI dùng kelvin và 8,314 J/(mol·K).
William Rankine, người kỹ sư
William Rankine, sinh ở Edinburgh năm 1820, là một kỹ sư xây dựng trở thành giáo sư ở Glasgow năm 1855. Ông làm việc về động cơ hơi nước, đóng tàu, đất và kết cấu và xuất bản rộng rãi, gồm một cuốn sổ tay nổi tiếng về cơ học ứng dụng. Ông đưa ra các thuật ngữ thế năng và năng lượng thực tế, thuật ngữ sau này được đổi tên thành động năng. Ông cũng viết những bài hát hài hước về khoa học, một số vẫn còn được hát.
Định luật khí lý tưởng trong một xưởng
Một bình khí nén 10 foot khối ở 100 psia và 520 °R chứa khoảng 0,18 pound-mol không khí. Đun bình đến 560 °R và áp suất tăng 7,7 phần trăm, lên 107,7 psia. Làm điều tương tự bằng Celsius sẽ đòi hỏi trước hết chuyển cả hai nhiệt độ sang một thang tuyệt đối, nên bước tính "chuyển °C sang °R" là không thể tránh.
Làm lạnh
Các sách làm lạnh của Mỹ tính hệ số hiệu năng bằng nhiệt độ Rankine. Với một dàn bay hơi ở 5 °F, tức 464,67 °R, và một dàn ngưng ở 100 °F, hay 559,67 °R, COP làm lạnh Carnot là 464,67 chia cho 95, tức 4,89. Cùng đáp án theo kelvin có được từ 258,15 chia cho 52,8. Tỷ số không phụ thuộc thang đo miễn là thang đó tuyệt đối.
Truyền nhiệt bằng bức xạ
Trong đơn vị Anh hằng số Stefan–Boltzmann là 0,1714 × 10⁻⁸ Btu trên giờ trên foot vuông trên °R⁴. Một bề mặt ở 540 °R, tức 300 K, bức xạ khoảng 146 Btu mỗi giờ mỗi foot vuông. Trong SI cùng bề mặt đó phát ra 459 W/m². Một phép tính "chuyển °C sang °R" chuyển các nhiệt độ, và một hệ số riêng chuyển thông lượng nhiệt.
Kỹ thuật hóa học
Các kỹ sư quy trình làm việc trong ngành dầu khí Mỹ từng dùng Rankine trong các phương trình trạng thái cũ và biểu đồ tương quan. Nhiệt độ giả tới hạn của hỗn hợp khí được lập bảng bằng °R. Khí thiên nhiên có nhiệt độ giả tới hạn 400 °R ở 222 K, tức −51 °C. Phần mềm hiện đại dùng kelvin, nhưng các biểu đồ cũ vẫn còn trong nhiều sổ tay.
Tuabin khí
Tỷ số nhiệt độ của một tuabin khí giữa buồng đốt và đầu vào máy nén là một con số thiết kế then chốt. Với đầu vào tuabin ở 1.500 K, hay 2.700 °R, và không khí ở 288 K, hay 518 °R, tỷ số là 5,2 ở cả hai thang. Các kỹ sư ở Mỹ báo cáo chúng bằng Rankine, những người ở nơi khác bằng kelvin, và tỷ số không phụ thuộc vào lựa chọn.
Công thức bảng tính
Đặt các giá trị Celsius vào cột A và dùng =(A2+273.15)*9/5 ở cột B. Cho chiều ngược lại, hãy dùng =B2/1.8-273.15. Với các hiệu nhiệt độ, hãy nhân với 1,8 và không cộng gì. Hãy ghi đơn vị cho mọi cột, và dùng hai chữ số thập phân cho các giá trị gần nhiệt độ phòng.
Làm tròn và độ chính xác
Công thức chính xác, nên một giá trị Rankine có bấy nhiêu chữ số đúng như đầu vào Celsius. Các bảng liệt kê nhiệt độ chuẩn ở mực nước biển là 518,67 °R. Làm tròn thành 519 là ổn cho việc làm sơ lược, nhưng không cho các bảng nuôi các phép tính khác, nơi sai số làm tròn chồng chất.
Một mẹo nhẩm
Hãy nhân giá trị Celsius với 1,8 và cộng 492. Với 20 °C điều đó cho 36 cộng 492, tức 528, so với 527,67 chính xác. Với 100 °C nó cho 180 cộng 492, tức 672, so với 671,67. Nó chính xác dưới nửa độ, đủ cho các ước lượng.
Các mốc để ghi nhớ
0 °C là 491,67 °R, 15 °C là 518,67 °R, 20 °C là 527,67 °R, 37 °C là 558,27 °R và 100 °C là 671,67 °R. Với những mốc này bạn có thể đặt bất kỳ giá trị nào vào một bảng theo đơn vị Anh. Hãy nhớ rằng giá trị Rankine luôn bằng 1,8 lần giá trị kelvin.
Thang tham chiếu
−273,15 °C là 0 °R. −196 °C là 138,9 °R. −40 °C là 419,67 °R. 0 °C là 491,67 °R. 25 °C là 536,67 °R. 100 °C là 671,67 °R. 500 °C là 1.391,67 °R. 1.000 °C là 2.291,67 °R. Một thang như thế này làm nhanh việc kiểm tra.
Vì sao Rankine đề xuất một thang đo
Năm 1848 William Thomson, sau này là Huân tước Kelvin, đã đề xuất một thang tuyệt đối với các độ có cỡ Celsius. Các kỹ sư dùng Fahrenheit vẫn cần một thang tuyệt đối theo đơn vị của riêng họ. Giải pháp của Rankine, năm 1859, giữ độ Fahrenheit và dời điểm không đến độ không tuyệt đối. Nó thực dụng cho các bảng hơi nước và các công thức của Cách mạng Công nghiệp.
Kiểm tra bằng cách đảo ngược
Để kiểm tra bất kỳ kết quả chuyển °C sang °R nào, hãy chia cho 1,8 và trừ 273,15. Nếu 25 °C thành 536,67 °R, thì 536,67 chia 1,8 là 298,15, và trừ 273,15 cho 25. Một phép thử thứ hai là dấu: Rankine không bao giờ có thể âm.
Quan hệ với Fahrenheit
Rankine là Fahrenheit cộng 459,67. Vậy 77 °F là 536,67 °R, giống 25 °C. Bạn có thể đến Rankine từ Celsius qua Fahrenheit, với °C × 1,8 + 32 rồi cộng 459,67, bằng °C × 1,8 + 491,67, công thức ở trên. Cả hai con đường đều khớp.
Viết đơn vị cho đúng
Hãy viết ký hiệu là °R, với dấu độ và một dấu cách sau con số: 527,67 °R. Không như kelvin, Rankine giữ dấu độ. Trong một số sách Mỹ xuất hiện một chữ R trần, có thể bị nhầm với hằng số khí, nên ngữ cảnh quan trọng.
Hiệu nhiệt độ
Khi một máy nén làm không khí tăng 25 °C, mức tăng là 45 °R. Một hiệu 100 °C là 180 °R. Đừng bao giờ cộng 491,67 vào một hiệu số. Trong các bảng truyền nhiệt, một mức giảm nhiệt độ xuất hiện dưới dạng ΔT theo °F hoặc °R, vốn giống hệt nhau, và bạn chuyển đổi một lần ở cuối.
Đọc các sách kỹ thuật cũ
Các sách thế kỷ mười chín và đầu thế kỷ hai mươi về hơi nước và khí thường dùng Fahrenheit và Rankine cùng nhau. Đọc chúng đòi hỏi cẩn thận với các ký hiệu. Một nhiệt độ trông như 460 + t là giá trị Rankine. Khi bạn thấy biểu thức đó, một phép tính "chuyển °C sang °R" hoặc một phép chuyển Fahrenheit cho bạn biết giá trị Celsius của bản gốc.
Hầm gió đông lạnh
Một số hầm gió làm lạnh khí nitơ làm việc của chúng xuống khoảng 100 K, tức 180 °R, để khí đặc hơn và số Reynolds tăng, cho phép các mô hình nhỏ hành xử như máy bay lớn. Một thử nghiệm ở 100 K và một thử nghiệm ở 288 K của môi trường khác nhau về nhiệt độ một hệ số 2,9 ở bất kỳ thang tuyệt đối nào. Các nhà nghiên cứu ghi dữ liệu bằng kelvin, trong khi một báo cáo theo đơn vị Anh sẽ dùng Rankine, và một phép tính "chuyển °C sang °R" nối chúng.
Hiệu quả của bộ trao đổi nhiệt
Hiệu quả của một bộ trao đổi nhiệt là nhiệt thực sự được truyền chia cho mức tối đa có thể, một tỷ số của các hiệu nhiệt độ. Một hiệu 30 °C là 54 °R, và một hiệu 50 °C là 90 °R, nên tỷ số là 0,6 ở cả hai thang. Vì tỷ số dùng các hiệu số, Celsius được phép ở đây, và bước tính "chuyển °C sang °R" chỉ cần cho các giá trị tuyệt đối.
Sinh viên và các kỳ thi
Một câu hỏi thi có thể cho một chất khí ở 80 °F và hỏi tỷ số áp suất sau khi đun đến 200 °F. Cách đúng là chuyển sang Rankine, 539,67 °R và 659,67 °R, cho tỷ số 1,222. Dùng trực tiếp các số Fahrenheit cho 2,5, là sai. Giám khảo thường cài cái bẫy này, nên một phép chuyển đổi nhanh ngay từ đầu là thói quen tốt.
Chu trình Rankine
Chu trình Rankine, đặt tên theo cùng người kỹ sư, mô tả một nhà máy điện hơi nước hoạt động ra sao: nước được bơm lên áp suất, đun thành hơi, giãn nở trong một tuabin và ngưng tụ. Hiệu suất lý tưởng của nó thấp hơn chu trình Carnot giữa cùng các nhiệt độ. Với hơi nước ở 500 °C, tức 1.391,67 °R, và một bộ ngưng ở 33 °C, hay 551,9 °R, giới hạn Carnot là 60 phần trăm, và một chu trình đơn giản thực đạt khoảng 38 phần trăm.
Rankine và sóng xung kích
Các hệ thức Rankine–Hugoniot mô tả áp suất, khối lượng riêng và nhiệt độ thay đổi ra sao qua một sóng xung kích. Qua một xung kích thẳng ở Mach 2 nhiệt độ tĩnh tăng một hệ số 1,687. Không khí ở −56,5 °C, hay 389,97 °R, phía sau một xung kích như vậy ở 657,9 °R, tức 92 °C. Tỷ số là như nhau ở bất kỳ thang tuyệt đối nào, nhưng không phải ở Celsius.
Xoáy Rankine
Xoáy Rankine là một mô hình đơn giản của một xoáy nước hay một cơn lốc xoáy: một lõi quay như một bánh xe rắn và một vùng ngoài nơi tốc độ giảm theo khoảng cách. Nó được đặt tên theo cùng người kỹ sư, nhưng không có quan hệ trực tiếp với thang nhiệt độ. Sinh viên gặp cả hai cái tên trong các môn cơ học chất lưu và nhiệt động lực học.
Rankine và đất
Trong cơ học đất, lý thuyết áp lực đất của Rankine cho áp lực ngang của đất lên một bức tường chắn. Với một loại đất có góc ma sát 30 độ, hệ số áp lực chủ động là một phần ba. Các kỹ sư xây dựng học điều này cùng với thang nhiệt độ chỉ qua cái tên, nhưng mối liên hệ cho thấy công trình của Rankine rộng đến mức nào.
Sao không dùng kelvin luôn
Kelvin là tiêu chuẩn, và hầu hết sách giáo khoa hiện đại dùng nó. Rankine sống sót ở nơi đơn vị Anh sống sót, ví dụ trong dữ liệu Mỹ cũ hơn và phần mềm lưu mọi thứ bằng foot, pound và Btu. Chuyển đổi ở ranh giới bằng một phép tính "chuyển °C sang °R" an toàn hơn viết lại nhiều thập kỷ bảng biểu.
Nhiệt dung riêng và Btu
Đơn vị nhiệt Anh là nhiệt cần để nâng một pound nước lên một độ Fahrenheit, hay một độ Rankine, vì các cỡ khớp nhau. Điều này cho nước nhiệt dung riêng 1 Btu trên pound trên °R. Trong SI nó là 4,1868 kJ trên kg trên K. Các con số được nối bằng 4,1868, không phải 1,8, vì các đơn vị khối lượng và năng lượng cũng thay đổi.
Entropy và định luật thứ hai
Biến thiên entropy bằng nhiệt chia cho nhiệt độ tuyệt đối. Nhiệt 1 Btu truyền ở 600 °R làm entropy đổi 1/600 Btu trên °R. Trong SI cùng lượng nhiệt đó là 1,055 kJ ở 333 K, tức 0,00317 kJ/K. Các công thức của định luật thứ hai cần thang tuyệt đối, nên Rankine và kelvin đều dùng được, còn Celsius và Fahrenheit thì không.
Thêm các giá trị cho chuyển °C sang °R
Một danh sách chuyển đổi dài hơn
Nếu giá trị bạn cần không có trong danh sách đầu, các phép chuyển đổi bổ sung này có thể đủ gần để đọc trực tiếp:
- -273,15 °C = 0 °R
- -100 °C = 311,67 °R
- -20 °C = 455,67 °R
- 10 °C = 509,67 °R
- 15 °C = 518,67 °R
- 25 °C = 536,67 °R
- 30 °C = 545,67 °R
- 50 °C = 581,67 °R
Những sai sót thường gặp khi bạn chuyển °C sang °R
Lẫn Rankine với Fahrenheit
Các độ có cùng cỡ nhưng khác điểm không. 68 °F là 527,67 °R, không phải 68 °R.
Quên 273,15
Chỉ nhân với 1,8 là sai. 20 °C không phải là 36 °R mà là 527,67 °R.
Chuyển một hiệu số như một nhiệt độ
Một mức tăng 10 °C là một mức tăng 18 °R, không cộng 491,67.
Các câu trả lời ngắn
Làm thế nào để chuyển °C sang °R?
Cộng 273,15 rồi nhân với 1,8.
20 °C là bao nhiêu độ Rankine?
527,67 °R.
0 °C là bao nhiêu độ Rankine?
491,67 °R.
Độ không tuyệt đối theo Rankine là bao nhiêu?
0 °R.
Con số của tôi có rời khỏi thiết bị không?
Không, phép tính chạy trong trình duyệt của bạn.
Thêm các trang và lời kết
Cho các phép chuyển đổi nhiệt độ khác hãy xem Chuyển °C sang K, Chuyển °C sang °Ré, Chuyển °F sang °R, Chuyển K sang °R, Chuyển °R sang K, Chuyển km sang mi, Chuyển mi sang km, Chuyển L sang gal, Chuyển gal sang L. Chiều ngược lại là Chuyển °R sang °C.
Tóm lại, một phép tính "chuyển °C sang °R" nghĩa là cộng 273,15 và nhân với 1,8, rồi ghi đơn vị bên cạnh đáp án. Con số của bạn được tính cục bộ, không cần tài khoản và không tải lên.