Rankine-Skala

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Rankine-Skala ist eine Temperaturskala, die wie die Kelvin-Skala beim absoluten Temperaturnullpunkt ihren Nullwert hat, jedoch im Gegensatz zu dieser den Skalenabstand der Fahrenheit-Skala verwendet. Sie ist nach dem schottischen Ingenieur und Physiker William John Macquorn Rankine benannt, der sie im Jahre 1859 vorschlug (siehe auch die Rankine-Hugoniot-Gleichung). Sie wird vor allem in anglophonen Ländern benutzt.

Der Abstand von einem Grad Rankine (Einheitenzeichen: °Ra oder eingeschränkt °R) ist damit gleich dem Unterschied von einem Grad Fahrenheit, jedoch liegt der absolute Nullpunkt bei 0 Grad Rankine oder −459,67 Grad Fahrenheit. Grad Rankine ist keine SI-Einheit.

Temperaturdifferenzen mit dem Skalenabstand der Fahrenheit-Skala können auch in °Ra angegeben werden, da sich deren Zahlenwert bei Differenzen nicht ändert: \frac{\Delta\,T}{\,^{\circ}\mathrm{Ra}}=\frac{\Delta\,\vartheta}{\,^{\circ}\mathrm{F}}


Temperaturskalen[Bearbeiten]

Übersicht über die klassischen Temperaturskalen
Einheit Kelvin Grad Celsius Grad Fahrenheit Grad Rankine Grad Delisle Grad Réaumur Grad Newton Grad Rømer
Einheitenzeichen K °C °F °Ra, °R °De, °D °Ré, °Re, °R °N °Rø
unterer Fixpunkt F1 T0
= 0 K
TSchm(H2O)
= 0 °C
[Anm 1]
TKältemischung
= 0 °F
[Anm 2]
T0
= 0 °Ra
TSchm(H2O)
= 150 °De
TSchm(H2O)
= 0 °Ré
TSchm(H2O)
= 0 °N
TSchm(Lake)
= 0 °Rø
[Anm 3]
oberer Fixpunkt F2 TTri(H2O)
= 273,16 K
TSied(H2O)
= 100 °C
[Anm 1]
TMensch
= 96 °F
[Anm 2]
TSied(H2O)
= 0 °De
TSied(H2O)
= 80 °Ré
TSied(H2O)
= 33 °N
TSied(H2O)
= 60 °Rø
Skalenintervall (F2−F1) / 273,16
[Anm 4]
(F2−F1) / 100 (F2−F1) / 96 1 °Ra ≡ 1 °F (F1−F2) / 150 (F2−F1) / 80 (F2−F1) / 33 (F2−F1) / 60
Erfinder William Thomson Baron Kelvin Anders Celsius Daniel Fahrenheit William Rankine Joseph-Nicolas Delisle René-Antoine Ferchault de Réaumur Isaac Newton Ole Rømer
Entstehungsjahr 1848 1742 1714 1859 1732 1730 ≈ 1700 1701
Verbreitungsgebiet weltweit (SI-Einheit) weltweit USA USA Russland (19. Jhd.) Westeuropa bis Ende 19. Jhd.
Anmerkungen zur Tabelle:
  1. a b Traditionelle Fixpunkte; ursprünglich umgekehrt (ähnlich wie Delisle-Skala); heute über Kelvin-Skala definiert, ΔT = 1 °C ≡ 1 K, also der 273,16-te Teil von TTri(H2O) = 0,01 °C.
  2. a b Genutzt wurde die Temperatur einer Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz (−17,8 °C) und die „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ (35,6 °C); heute über TSchm(H2O) = 32 °F und TSied(H2O) = 212 °F sowie ΔT = (F2−F1) / 180 definiert.
  3. Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).
  4. Ursprünglich über Celsius-Skala definiert, ΔT = 1 K ≡ 1 °C.

Temperaturumrechnung[Bearbeiten]

Umrechnung zwischen den Temperatureinheiten
→ von → Kelvin (K) Grad Celsius (°C) Grad Réaumur (°Ré) Grad Fahrenheit (°F)
↓ nach ↓
TKelvin = TK = TC + 273,15 = T · 1,25 + 273,15 = (TF + 459,67) · 59
TCelsius = TK − 273,15 = TC = T · 1,25 = (TF − 32) · 59
TRéaumur = (TK − 273,15) · 0,8 = TC · 0,8 = T = (TF − 32) · 49
TFahrenheit = TK · 1,8 − 459,67 = TC · 1,8 + 32 = T · 2,25 + 32 = TF
TRankine = TK · 1,8 = TC · 1,8 + 491,67 = T · 2,25 + 491,67 = TF + 459,67
TRømer = (TK − 273,15) · 2140 + 7,5 = TC · 2140 + 7,5 = T · 2132 + 7,5 = (TF − 32) · 724 + 7,5
TDelisle = (373,15 − TK) · 1,5 = (100 − TC) · 1,5 = (80 − T) · 1,875 = (212 − TF) · 56
TNewton = (TK − 273,15) · 0,33 = TC · 0,33 = T · 3380 = (TF − 32) · 1160
→ von → Grad Rankine (°Ra) Grad Rømer (°Rø) Grad Delisle (°De) Grad Newton (°N)
↓ nach ↓
TKelvin = TRa · 59 = (T − 7,5) · 4021 + 273,15 = 373,15 − TDe · 23 = TN · 10033 + 273,15
TCelsius = TRa · 59 − 273,15 = (T − 7,5) · 4021 = 100 − TDe · 23 = TN · 10033
TRéaumur = TRa · 49 − 218,52 = (T − 7,5) · 3221 = 80 − TDe · 815 = TN · 8033
TFahrenheit = TRa − 459,67 = (T − 7,5) · 247 + 32 = 212 − TDe · 1,2 = TN · 6011 + 32
TRankine = TRa = (T − 7,5) · 247 + 491,67 = 671,67 − TDe · 1,2 = TN · 6011 + 491,67
TRømer = (TRa − 491,67) · 724 + 7,5 = T = 60 − TDe · 0,35 = TN · 3522 + 7,5
TDelisle = (671,67 − TRa) · 56 = (60 − T) · 207 = TDe = (33 − TN) · 5011
TNewton = (TRa − 491,67) · 1160 = (T − 7,5) · 2235 = 33 − TDe · 0,22 = TN

Temperaturvergleich[Bearbeiten]

Ausgewählte Temperaturwerte in verschiedenen Einheiten
Messwert \ Einheit Grad Fahrenheit Grad Rankine Grad Réaumur Grad Celsius Kelvin
mittlere Oberflächentemperatur der Sonne 9 941 °F 10 400 °Ra 4 404 °R 5 505 °C 5 778 K
Schmelzpunkt von Eisen 2 795 °F 3 255 °Ra 1 228 °R 1 535 °C 1 808 K
Schmelzpunkt von Blei 621,43 °F 1081,10 °Ra 261,97 °R 327,46 °C 600,61 K
Siedepunkt von Wasser (bei Normaldruck) 212 °F 671,67 °Ra 80 °R 100 °C 373,15 K
höchste im Freien gemessene Lufttemperatur 136,04 °F 595,71 °Ra 46,24 °R 57,80 °C 330,95 K
Körpertemperatur des Menschen nach Fahrenheit 96 °F 555,67 °Ra 28,44 °R 35,56 °C 308,71 K
Tripelpunkt von Wasser 32,02 °F 491,69 °Ra 0,01 °R 0,01 °C 273,16 K
Gefrierpunkt von Wasser (bei Normaldruck) 32 °F 491,67 °Ra 0 °R 0 °C 273,15 K
tiefste Temperatur in Danzig, Winter 1708/09 0 °F 459,67 °Ra −14,22 °R −17,78 °C 255,37 K
Schmelzpunkt von Quecksilber −37,89 °F 421,78 °Ra −31,06 °R −38,83 °C 234,32 K
tiefste im Freien gemessene Lufttemperatur −128,56 °F 331,11 °Ra −71,36 °R −89,2 °C 183,95 K
Gefrierpunkt von Ethanol −173,92 °F 285,75 °Ra −91,52 °R −114,40 °C 158,75 K
Siedepunkt von Stickstoff −320,44 °F 139,23 °Ra −156,64 °R −195,80 °C 77,35 K
absoluter Nullpunkt −459,67 °F 0 °Ra −218,52 °R −273,15 °C 0 K
Anmerkung: Die grau hinterlegten Felder bezeichnen die traditionellen Fixpunkte zur Festsetzung der betreffenden Einheit.