Chuyển °F sang °R Fahrenheit ↔ Rankine Miễn phí Trực tuyến An toàn
Nhập một nhiệt độ theo Fahrenheit 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 °F sang °R (Fahrenheit ↔ Rankine)
| °F | °R |
|---|---|
| -40 | 419.67 |
| 0 | 459.67 |
| 32 | 491.67 |
| 50 | 509.67 |
| 68 | 527.67 |
| 77 | 536.67 |
| 98.6 | 558.27 |
| 212 | 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
Có đúng là −40 °C và −40 °F bằng nhau không?
Đúng, và đó là chỗ duy nhất hai thang gặp nhau. Độ Fahrenheit nhỏ hơn độ Celsius — chín so với năm — và hai thang xuất phát từ hai điểm không khác nhau; nhiệt độ duy nhất mà chênh lệch về độ lớn và chênh lệch về điểm xuất phát triệt tiêu nhau đúng bằng không là âm bốn mươi. Thấp hơn mức ấy, con số Fahrenheit là con số nhỏ hơn.
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.
Bài toán có nhiệt độ tuyệt đối: từ Fahrenheit sang Rankine
Các lớp nhiệt động lực học và vật lý ở Hoa Kỳ thường phát những bài như "một chiếc lốp ở 50 °F được làm nóng lên 95 °F" hoặc "một lon ở 70 °F được nung lên 130 °F". Đáp án đúng cần một nhiệt độ tuyệt đối, và khi dữ liệu ở Fahrenheit thì lựa chọn tự nhiên là thang Rankine. Để chuyển °F sang °R, hãy cộng 459,67: 32 °F là 491,67 °R, 70 °F là 529,67 °R và 212 °F là 671,67 °R. Bộ tính ở trên cộng ngay khi bạn gõ, và các phần bên dưới đi qua những bài toán điển hình để cho thấy vì sao phép chuyển đổi quan trọng và cách tránh những lỗi kinh điển.
Bạn sẽ thấy công thức kèm các ví dụ có lời giải, một chân dung ngắn về từng thang đo, một so sánh, một tập hợp các bài toán đã giải và những sai sót cần tránh. Phép toán chạy trong trình duyệt của bạn, và những gì bạn gõ không được gửi đi đâu.
Cách chuyển °F sang °R: cộng 459,67
Công thức
Công thức là °R = °F + 459,67. Vậy 75 °F cho 534,67 °R, 100 °F cho 559,67 °R và −40 °F cho 419,67 °R. Để quay lại, hãy trừ 459,67. Nhiều giáo trình làm tròn hằng số thành 460, vậy là đủ cho công việc nhanh.
Các ví dụ có lời giải
Không khí trong phòng ở 70 °F là 529,67 °R. Thân nhiệt, 98,6 °F, là 558,27 °R. Cơn sốt 104 °F là 563,67 °R. Nitơ lỏng ở −320 °F là 139,67 °R, và độ không tuyệt đối ở −459,67 °F là 0 °R.
Vì sao chỉ là một phép cộng
Một độ Rankine và một độ Fahrenheit có cùng độ lớn. Hai thang chỉ khác nhau ở điểm không, cách nhau 459,67 độ, nên một phép cộng làm xong toàn bộ việc.
Một phép thử hợp lý nhanh
Rankine luôn cao hơn Fahrenheit 459,67. Nếu kết quả phép tính “chuyển °F sang °R” của bạn thấp hơn đầu vào, bạn đã trừ thay vì cộng.
Thang Fahrenheit
Thang đo thường ngày của người Mỹ
Fahrenheit đặt 32 ở điểm đóng băng của nước và 212 ở điểm sôi. Đó là thang của nhiệt kế Mỹ, bản tin thời tiết và bài tập giáo trình, nên phần lớn dữ liệu trong một khóa học ở Mỹ đến bằng những độ này.
Nơi nó xuất hiện
Nhiệt kế, bài tập giáo trình, nhãn thiết bị gia dụng và bản tin thời tiết.
Thang Rankine
Thang tuyệt đối trong hệ đơn vị Anh
Rankine bắt đầu từ độ không tuyệt đối và dùng các độ có cỡ bằng độ Fahrenheit. Nó không bao giờ âm, nên có thể dùng trực tiếp trong định luật khí, công thức hiệu suất và định luật bức xạ. Ký hiệu là °R.
Nơi nó xuất hiện
Các khóa nhiệt động lực học của Mỹ, cẩm nang kỹ thuật và bảng khí.
Fahrenheit đối Rankine
Hai thang có cùng một bước, nên mức thay đổi 50 °F là mức thay đổi 50 °R. Chỉ điểm không khác nhau. Điều này quan trọng với các tỷ số: 100 °F không nóng gấp đôi 50 °F, nhưng 559,67 °R bằng 1,098 lần 509,67 °R. Một định luật vật lý dùng tỷ số nhiệt độ phải dùng thang tuyệt đối.
Phép cộng là chính xác, nên làm tròn chỉ xuất hiện ở kết quả hiển thị. Cái bẫy là áp dụng định luật khí trực tiếp cho số Fahrenheit.
Nơi phép chuyển đổi xuất hiện
Bài 1: chiếc lốp nóng lên
Một chiếc lốp được bơm đến 32 psig ở 50 °F và chạy đến khi đạt 95 °F. Đổi sang tuyệt đối: áp suất là 46,7 psia, và các nhiệt độ là 509,67 °R và 554,67 °R. Tỷ số là 1,088, nên áp suất mới là 50,8 psia, tức 36,1 psig. Dùng Fahrenheit trực tiếp sẽ cho một đáp án vô lý, đó là lý do một phép tính “chuyển °F sang °R” đến trước.
Bài 2: một lon xịt được nung nóng
Một lon ở 70 psig và 70 °F được nung lên 130 °F. Áp suất tuyệt đối là 84,7 psia, nhiệt độ là 529,67 °R và 589,67 °R. Áp suất cuối là 94,3 psia, tức 79,6 psig. Đó là lý do lon có cảnh báo không để ở nơi trên 120 °F.
Bài 3: số mol không khí
Có bao nhiêu không khí trong 10 foot khối ở 14,7 psia và 70 °F? Dùng n = PV/RT với R = 10,73 psia·ft³/(lbmol·°R) và T = 529,67 °R, n là 0,0259 lbmol, tức 0,75 lb không khí. Nhiệt độ phải ở Rankine thì giá trị R mới áp dụng được.
Bài 4: quả bóng bay trong phòng ấm
Một quả bóng chứa 1 ft³ không khí ở 70 °F. Trong một căn phòng ấm hơn ở 100 °F, cùng áp suất, nó chứa 559,67/529,67 = 1,057 ft³. Quả bóng phình ra 5,7 phần trăm. Định luật Charles dùng nhiệt độ tuyệt đối, nên một học sinh chia 100 cho 70 sẽ được 1,43 và một quả bóng to gần gấp rưỡi, rõ ràng là sai.
Bài 5: không khí nén ở mũi máy bay đang bay
Một máy bay ở Mach 0,8 trong không khí 60 °F, tức 519,67 °R, có nhiệt độ đình là 519,67 × (1 + 0,2 × 0,64) = 586,2 °R, tức 126,5 °F. Không khí ở mũi nóng hơn 66 độ. Phi công thấy điều này như độ chênh giữa nhiệt độ không khí toàn phần và tĩnh. Một phép tính “chuyển °F sang °R” cho giá trị xuất phát.
Những phép kiểm tra thông thường
Trước khi nộp đáp án, hãy kiểm tra mọi nhiệt độ trong công thức định luật khí đều tuyệt đối và dương. Một giá trị như 70 hay 100 trong một tỷ số là lời cảnh báo. Một phép kiểm tra khác là so cỡ của sự thay đổi: tỷ số gần 1,05 là điển hình cho thay đổi 30 độ ở nhiệt độ phòng, còn tỷ số 1,4 nghĩa là có gì đó đã sai.
Nitơ lỏng và heli
Nitơ lỏng ở −320 °F là 139,7 °R, oxy lỏng ở −297 °F là 162,7 °R và heli lỏng ở −452 °F là 7,7 °R. Những số dương nhỏ này cho thấy các chất lỏng này gần độ không tuyệt đối đến mức nào. Chia cho 1,8 được 77,6, 90,4 và 4,3 K, các con số dùng trong kỹ thuật đông lạnh ở phần còn lại của thế giới.
Cơ thể người
Thân nhiệt 98,6 °F là 558,27 °R, và cơn sốt 104 °F là 563,67 °R, chỉ cao hơn 1 phần trăm theo nghĩa tuyệt đối. Các mô hình truyền nhiệt của cơ thể dùng nhiệt độ tuyệt đối cho bức xạ, nơi chênh lệch giữa da ở 91 °F và bức tường ở 68 °F hiện ra như một số hạng bậc bốn.
Đá khô và cái lạnh
Đá khô thăng hoa ở −109,3 °F, tức 350,4 °R. Làm lạnh đến nhiệt độ đó, một bình kín chứa khí mất áp suất tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. Một chai được đậy kín ở 70 °F và chuyển đến −109 °F tụt xuống 66 phần trăm áp suất, vì 350,4/529,67 = 0,66. Điều này sẽ không lộ ra với số Fahrenheit.
Công thức bảng tính
Hãy đặt các giá trị Fahrenheit vào cột A và dùng =A2+459.67 ở cột B. Cho chiều ngược lại, dùng =B2-459.67. Với các tỷ số, chia trực tiếp hai cột Rankine. Định dạng với hai chữ số thập phân và ghi đơn vị trong từng tiêu đề. Giữ một cột các giá trị gốc để truy vết.
Làm tròn và độ chính xác
Giáo trình thường làm tròn 459,67 thành 460. Với tỷ số nhiệt độ gần 530 °R, sai số là 0,06 phần trăm, không đáng kể. Với công việc chính xác, như hiệu chuẩn dụng cụ, hãy giữ mọi chữ số. Báo kết quả với cùng số chữ số có nghĩa như đầu vào kém chính xác nhất.
Một mẹo nhẩm
Cộng 460, rồi bớt đi một phần ba. Với 70 °F được 530 − 0,33 = 529,67. Với 212 °F được 672 − 0,33 = 671,67. Trong ước lượng nhanh 460 là đủ, và hiệu chỉnh chỉ cần cho các bảng chính xác.
Các mốc để ghi nhớ
0 °F là 459,67 °R, 32 °F là 491,67 °R, 59 °F là 518,67 °R, 68 °F là 527,67 °R, 98,6 °F là 558,27 °R và 212 °F là 671,67 °R. Với sáu mốc này, bạn có thể đặt bất kỳ bài toán nào lên thang chỉ bằng một cái nhìn.
Cái thang tham chiếu
−459,67 °F là 0 °R. −320 °F là 139,7 °R. −40 °F là 419,67 °R. 0 °F là 459,67 °R. 32 °F là 491,67 °R. 100 °F là 559,67 °R. 212 °F là 671,67 °R. 1.000 °F là 1.459,67 °R. Một cái thang như vậy giúp kiểm tra nhanh hơn.
Bài 6: định luật khí kết hợp
5 ft³ không khí ở 14,7 psia và 70 °F được nén đến 44,7 psia và nung lên 200 °F. Thể tích là 5 × (14,7/44,7) × (659,67/529,67) = 2,05 ft³. Mỗi tỷ số được lấy từ các đại lượng tuyệt đối. Đáp án cuối cho thấy nén đến gấp ba áp suất làm giảm thể tích 59 phần trăm, không phải 67, vì khí nóng hơn.
Kiểm tra bằng cách đảo ngược
Để kiểm tra bất kỳ kết quả chuyển °F sang °R nào, hãy trừ 459,67 và xem bạn có quay về điểm xuất phát không. Nếu 75 °F thành 534,67 °R, thì 534,67 trừ 459,67 là 75. Phép thử thứ hai là dấu: Rankine không bao giờ âm, nên đáp án âm nghĩa là đầu vào nằm dưới độ không tuyệt đối, điều không thể xảy ra.
Liên hệ với kelvin
Rankine bằng 1,8 lần giá trị kelvin. 527,67 °R là 293,15 K, tức 20 °C. Học sinh muốn kiểm tra chéo một kết quả có thể đổi cùng nhiệt độ sang kelvin và so sánh, vì cả hai đều là thang tuyệt đối. Tỷ số các nhiệt độ phải ra như nhau.
Chênh lệch nhiệt độ
Mức thay đổi 50 °F là mức thay đổi 50 °R. Mức thay đổi 25 °F là 25 °R. Đừng bao giờ cộng 459,67 vào một chênh lệch. Trong cân bằng năng lượng, q = m cp ΔT, dùng chênh lệch, nên Fahrenheit và Rankine cho cùng một nhiệt lượng, và chỉ cần chuyển đổi khi các giá trị tuyệt đối tham gia.
Viết đơn vị cho đúng
Hãy viết Rankine là °R, có khoảng trắng sau số, ví dụ 529,67 °R. Một số giáo trình chỉ viết R, dễ nhầm với hằng số khí. Trong báo cáo, hãy nêu thang đo bên cạnh mỗi giá trị. Nếu một con số là chênh lệch, viết "deg R" hoặc "°R" và nói rõ trong văn bản.
Vì sao không dùng luôn kelvin
Nhiều khóa học đã chuyển sang SI và kelvin, nhưng một khối lớn thực hành của Mỹ, từ quy chuẩn nồi hơi đến phần mềm cũ, dùng hệ đơn vị Anh. Học Rankine cho phép học sinh đọc các nguồn đó mà không phải dịch từng con số sang SI. Một thói quen ngắn với công thức của phép tính “chuyển °F sang °R” trong đầu là câu trả lời thực tế.
Bài 7: chai kín trong xe hơi nóng
Một chai cứng kín chứa không khí ở 14,7 psia và 70 °F. Bên trong xe đạt 140 °F. Đổi sang 529,67 °R và 599,67 °R: áp suất thành 14,7 × 1,132 = 16,6 psia, tăng 1,9 psi. Nắp vẫn giữ được, nhưng một chiếc lon mỏng có thể phồng. Học sinh dùng tỷ số Fahrenheit bằng 2 sẽ dự đoán áp suất 29,4 psia, lệch rất xa. Một phép chuyển °F sang °R nhanh cho thấy sự khác biệt.
Bài 8: tra bảng hơi nước
Nhiệt độ bão hòa của hơi nước ở 100 psia khoảng 328 °F, tức 787,7 °R. Hơi nước ở 14,7 psia ở 212 °F, hay 671,67 °R. Tỷ số các nhiệt độ bão hòa tuyệt đối là 1,173, dù tỷ số Fahrenheit là 1,55. Các bảng thuộc tính ghi °F ở lề, nhưng entropi và nhiệt dung riêng tính trên mỗi °R, nên một phép chuyển đổi thường là ngầm định.
Bài 9: tốc độ âm thanh
Trong hệ đơn vị Anh, tốc độ âm thanh trong không khí là 49,02 lần căn bậc hai của T tính bằng °R, tính bằng foot trên giây. Ở 70 °F, T là 529,67 °R và tốc độ là 1.128 ft/s. Ở 0 °F là 1.051 ft/s và ở 100 °F là 1.160 ft/s. Một buổi sáng đóng băng làm giảm tốc độ khoảng 7 phần trăm so với một ngày ôn hòa.
Bài 10: khối lượng riêng của không khí
Khối lượng riêng không khí theo ρ = P/(RT), với R = 53,35 ft·lbf/(lbm·°R) cho không khí. Ở 59 °F, tức 518,67 °R, và 14,7 psia, khối lượng riêng là 0,0765 lbm/ft³. Ở 100 °F, tức 559,67 °R, nó giảm xuống 0,0709 lbm/ft³. Ở 0 °F, tức 459,67 °R, nó tăng lên 0,0863. Dùng Fahrenheit trong công thức sẽ cho khối lượng riêng vô hạn ở 0 °F.
Bài 11: hiệu suất Carnot
Một động cơ lý tưởng nhận nhiệt ở 1.000 °F và thải ở 100 °F. Đổi sang 1.459,67 °R và 559,67 °R. Hiệu suất là 1 − 559,67/1.459,67 = 61,7 phần trăm. Động cơ thực đạt 30 đến 40 phần trăm. Số Fahrenheit sẽ cho 1 − 100/1.000 = 90 phần trăm, một sự đánh giá quá cao nghiêm trọng. Mọi bài toán hiệu suất bắt đầu bằng một phép tính “chuyển °F sang °R”, vì công thức so sánh hai nhiệt độ tuyệt đối.
Bài 12: một chiếc tủ lạnh
Một tủ đông ở 0 °F trong căn bếp 100 °F có hệ số hiệu năng lý tưởng 459,67/100 = 4,6. Một tủ đông thực có thể đạt 1,5 hoặc 2. Nâng nhiệt độ phòng lên 110 °F hạ con số lý tưởng xuống 4,2. Những con số này cho thấy một căn bếp nóng làm hại hiệu suất thế nào, và chúng suy ra từ nhiệt độ tuyệt đối.
Bài 13: một máy nén
Không khí ở 70 °F, tức 529,67 °R, được nén đoạn nhiệt đến sáu lần áp suất. Nhiệt độ xả là 529,67 × 6^0,2857 = 883,7 °R, tức 424 °F. Một bộ làm mát đưa nó về 100 °F trước tầng kế tiếp. Học sinh quên đổi sang Rankine dự đoán 70 × 1,67 = 117 °F, một đáp án xa thực tế.
Bài 14: bức xạ
Một bề mặt nóng bức xạ tỷ lệ với lũy thừa bốn của nhiệt độ tuyệt đối. Nâng một bề mặt từ 1.000 °F lên 1.500 °F, hay từ 1.459,67 °R lên 1.959,67 °R, tăng bức xạ (1.959,67/1.459,67)⁴ = 3,25 lần. Với Fahrenheit, người ta sẽ được 5 lần, phóng đại hiệu ứng.
Bài 15: một máy bơm nhiệt
Một máy bơm nhiệt sưởi ngôi nhà ở 70 °F từ không khí ngoài trời 20 °F có COP lý tưởng 529,67/50 = 10,6. Máy thực đạt 3 đến 4. Khi nhiệt độ ngoài trời xuống 0 °F, COP lý tưởng tụt xuống 7,6, cho thấy vì sao hiệu năng tệ đi khi trời rét sâu. Phép tính đòi hỏi Rankine cho nhiệt độ trong nhà.
Thêm giá trị để chuyển °F sang °R
Một danh sách chuyển đổi dài hơn
Nếu giá trị bạn cần không có trong danh sách đầu, những phép chuyển đổi thêm này có thể đủ gần để đọc trực tiếp:
- -273,15 °F = 186,52 °R
- -100 °F = 359,67 °R
- -20 °F = 439,67 °R
- 10 °F = 469,67 °R
- 15 °F = 474,67 °R
- 25 °F = 484,67 °R
- 30 °F = 489,67 °R
- 50 °F = 509,67 °R
Những sai sót thường gặp khi bạn chuyển °F sang °R
Dùng Fahrenheit trong định luật khí
Định luật khí cần nhiệt độ tuyệt đối. Một chiếc lốp không đổi áp suất theo tỷ số của các số Fahrenheit.
Cộng vào một chênh lệch
Mức thay đổi 50 °F là mức thay đổi 50 °R. Đừng cộng 459,67.
Nhầm Rankine với kelvin
Hai thang khác nhau một hệ số 1,8. 529,67 °R là 294,26 K, không phải 529,67 K.
Trả lời ngắn
Làm sao để chuyển °F sang °R?
Cộng 459,67.
68 °F là bao nhiêu Rankine?
527,67 °R.
32 °F là bao nhiêu Rankine?
491,67 °R.
Độ không tuyệt đối theo Fahrenheit là bao nhiêu?
−459,67 °F.
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 chuyển đổi nhiệt độ khác hãy xem Chuyển °F sang K, Chuyển °F sang °Ré, Chuyển °C sang °R, Chuyển K sang °R, Chuyển °R sang °C, Chuyển km sang mi, Chuyển mi sang km, Chuyển L sang gal, Chuyển gal sang L. Chiều ngược lại là Chuyển °R sang °F.
Tóm lại, một phép tính “chuyển °F sang °R” nghĩa là cộng 459,67 và viết đơn vị cạnh đáp án. Con số của bạn được tính tại chỗ, không cần tài khoản và không tải lên.