Rankine-Skala

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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 wurde 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:


Temperaturskalen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Übersicht über die klassischen Temperaturskalen
Einheit Einheiten­zeichen unterer Fixpunkt F1 oberer Fixpunkt F2 Wert der Einheit Erfinder Jahr der Ent­ste­hung Verbrei­tungs­gebiet
Kelvin K Absoluter Nullpunkt,
T0 = 0 K
Jetzt ohne Fixpunkt, früher TTri(H2O) = 273,16 K[Anm 1] Jetzt festgelegt über Natur­kon­stanten [Anm 2] früher William Thomson Baron Kelvin 1848 weltweit
(SI-Einheit)
Grad Celsius °C Jetzt 0 °C = 273,15 K, früher
TSchm(H2O) = 0 °C
Jetzt Kopplung an Kelvin, früher
TSied(H2O) = 100 °C

früher
Anders Celsius 1742 weltweit (abgelei­tete SI-Einheit)
Grad Fahrenheit °F Jetzt 32 °F = 273,15 K, ursprünglich
TKältem. = 0 °F[Anm 3] später Neudefinition TSchm(H2O) = 32 °F
Jetzt Kopplung an Kelvin, ursprünglich
TMensch = 96 °F[Anm 3] später Neudefinition TSied(H2O) = 212 °F

urspr.
später

Daniel Fahrenheit 1714 USA
Grad Rankine °Ra, °R T0 = 0 °Ra Jetzt Kopplung an Kelvin William Rankine 1859 USA
Grad Delisle °De, °D TSchm(H2O) = 150 °De TSied(H2O) = 0 °De Joseph-Nicolas Delisle 1732 Russland (19. Jhd.)
Grad Réaumur °Ré, °Re, °R TSchm(H2O) = 0 °Ré TSied(H2O) = 80 °Ré René-Antoine Ferchault de Réaumur 1730 Westeuropa bis Ende 19. Jhd.
Grad Newton °N TSchm(H2O) = 0 °N TSied(H2O) = 33 °N Isaac Newton ≈ 1700 keines
Grad Rømer °Rø TSchm(Lake) = 0 °Rø[Anm 4] TSied(H2O) = 60 °Rø Ole Rømer 1701 keines
Anmerkungen zur Tabelle:
  1. Ursprünglich über die Temperaturdifferenz der Celsius-Skala definiert, ΔT = 1 K ≡ 1 °C.
  2. TTri(H2O) liegt seit der Neudefinition im Mai 2019 bei 273,16 K mit einer relativen Unsicherheit von 3,7·10−7 laut Le Système international d’unités. 9e édition, 2019 (die sogenannte „SI-Broschüre“, französisch und englisch), S. 21 und 133.
  3. a b Ursprünglich 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)
  4. Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

Temperaturumrechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Temperaturvergleich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Fixpunkte gebräuchlicher Temperaturskalen
Kelvin Grad Celsius Grad Fahrenheit Grad Rankine Grad Réaumur
Siedepunkt von Wasser bei Normaldruck 373,15 K 100,00 °C 212,00 °F 671,67 °Ra 80,00 °R
Körpertemperatur des Menschen“ nach Fahrenheit 308,71 K 35,56 °C 96,00 °F 555,67 °Ra 28,44 °R
Tripelpunkt von Wasser 273,16 K 0,01 °C 32,02 °F 491,69 °Ra 0,01 °R
Gefrierpunkt von Wasser bei Normaldruck 273,15 K 0,00 °C 32,00 °F 491,67 °Ra 0,00 °R
Kältemischung aus Wasser, Eis und NH4Cl 255,37 K −17,78 °C 0,00 °F 459,67 °Ra −14,22 °R
absoluter Nullpunkt 0 K −273,15 °C −459,67 °F 0 °Ra −218,52 °R

Die Fixpunkte, mit denen die Skalen ursprünglich definiert wurden, sind farblich hervorgehoben. Heute gelten sie nur noch näherungsweise. Nur der absolute Nullpunkt hat (in allen fünf Skalen) weiterhin exakt die angegebenen Werte.