°C から °R への換算 セルシウス度 ↔ ランキン度 無料 オンライン 安全

ランキン度：摂氏から見る、忘れられた絶対温度目盛り

ほとんどの人が摂氏、華氏、ケルビンを知っています。1859 年にスコットランドの技術者ウィリアム・ランキンが提案したランキン度に出会った人は、それより少なくなります。それはケルビンのように絶対零度から始まりますが、一度の大きさは華氏の度と同じで、英国式の単位で仕事をする技術者に便利でした。°C を °R に変換するには、273.15 を足して 9/5 を掛けます。0 °C は 491.67 °R、25 °C は 536.67 °R、100 °C は 671.67 °R です。上の計算機は入力に合わせて両方の段階を行い、以下の各節では、この目盛りの物語、今も現れる場所、その数字の意味を語ります。

以下には、例題つきの公式、各目盛りの短い紹介、比較、工学の歴史からの事例の長い一覧、そして避けるべきうっかりミスがあります。計算はブラウザ内で行われ、入力した内容がどこかへ送られることはありません。

°C を °R に変換する方法：273.15 を足し、9/5 を掛ける

公式

公式は °R = (°C + 273.15) × 9/5 で、これは °C × 1.8 + 491.67 と同じです。したがって 15 °C は (15 + 273.15) × 1.8 = 518.67 °R、37 °C は 558.27 °R、−40 °C は 419.67 °R になります。逆に変換するには、1.8 で割って 273.15 を引きます。

計算例

水は 0 °C、つまり 491.67 °R で凍り、100 °C、つまり 671.67 °R で沸騰します。−195.8 °C の液体窒素は 139.2 °R です。500 °C の蒸気は 1,391.67 °R で、絶対零度の −273.15 °C は 0 °R です。

二段階になる理由

ランキン度は絶対零度から始まるので、まず摂氏の値を 273.15 ずらしてケルビンにします。それから度を引き伸ばします。ランキン度一度はケルビンの 5/9 なので、9/5 を掛けます。

簡単な正気の確認

入力が何であれ、ランキンの数字は、ケルビンの数字のちょうど 1.8 倍でなければなりません。そうでなければ、ずれか係数の適用を誤っています。

摂氏の目盛り

水の目盛り

摂氏の目盛りは、水の凝固点を 0、標準気圧での沸点を 100 とします。ほぼすべての国の目盛りであり、科学ではケルビンの基礎です。

現れる場所

温度計、天気予報、実験室、国際規格です。

ランキン度

華氏と同じ大きさの度による絶対目盛り

ランキン度は、絶対零度をゼロとする絶対熱力学温度目盛りです。ランキン度一度は華氏一度に等しく、記号は °R です。グラスゴーで土木工学と力学の講座を持っていたウィリアム・ジョン・マクォーン・ランキンが導入しました。

現れる場所

アメリカの熱力学の教科書、英国式の単位による蒸気とガスの表、一部の航空宇宙や原子力のハンドブックです。

摂氏とランキン度の比較

摂氏一度はランキン度 1.8 度に等しくなります。10 °C の上昇は 18 °R の上昇です。絶対値は公式で結ばれます。20 °C は 527.67 °R です。ランキン度は絶対目盛りなので、温度の比はケルビンでもランキン度でも同じになり、だから気体の法則や効率の式で使えますが、摂氏では使えません。

公式は正確なので、丸めは表示される答えでだけ起こります。よくあるうっかりミスは、ランキン度と華氏を混ぜることと、この目盛りをランキンサイクルと混ぜることです。

この変換が登場する場面

英国式単位の物性表

アメリカの学生向けに書かれた熱力学の教科書は、空気と蒸気の性質を英国式の単位で表にしています。エントロピーはポンドあたり、ランキン度あたりの Btu で、空気の気体定数は 53.35 ft·lbf/(lbm·°R) です。摂氏のデータを持つ学生は、値を調べたり使ったりする前に、「°C から °R への変換」の計算をしなければなりません。

標準大気

海面での標準大気は 15 °C、つまり 518.67 °R です。下部成層圏では −56.5 °C、つまり 389.97 °R です。航空機の性能図は、現地と海面の温度の比を使います。これは絶対温度から計算される無次元数です。

気体の法則

英国式の単位では、気体の法則は、lbmol あたり、°R あたり 10.73 psia·ft³ という普遍定数で書かれます。華氏や摂氏を使うと無意味な結果になります。技術者は先にランキン度に変換してから計算します。SI での同じ算術は、ケルビンと 8.314 J/(mol·K) を使います。

技術者ウィリアム・ランキン

1820 年にエディンバラで生まれたウィリアム・ランキンは、1855 年にグラスゴーの教授となった土木技術者でした。蒸気機関、造船、土、構造物に取り組み、応用力学の有名な手引書を含め、幅広く出版しました。位置エネルギーと実際のエネルギーという用語を導入し、後者は後に運動エネルギーと改名されました。科学についてのユーモラスな歌も書き、今も歌われているものがあります。

作業場での理想気体の法則

100 psia、520 °R の 10 立方フィートの圧縮空気タンクには、約 0.18 ポンドモルの空気が入っています。タンクを 560 °R まで加熱すると、圧力は 7.7 パーセント上がって 107.7 psia になります。摂氏で同じことをするには、先に両方の温度を絶対目盛りに変換する必要があり、「°C から °R への変換」の計算の段階は避けられません。

冷凍

アメリカの冷凍の教科書は、成績係数をランキン温度で計算します。5 °F、つまり 464.67 °R の蒸発器と、100 °F、つまり 559.67 °R の凝縮器では、カルノーの冷却 COP は 464.67 を 95 で割った 4.89 です。同じ答えは、ケルビンでは 258.15 を 52.8 で割って得られます。目盛りが絶対であれば、比は目盛りに依存しません。

放射による熱伝達

英国式の単位では、ステファン＝ボルツマン定数は、平方フィートあたり、毎時、°R⁴ あたり 0.1714 × 10⁻⁸ Btu です。300 K にあたる 540 °R の表面は、平方フィートあたり毎時約 146 Btu を放射します。SI では同じ表面が 459 W/m² を放出します。「°C から °R への変換」の計算は温度を変換し、別の係数が熱流束を変換します。

化学工学

アメリカの石油産業で働くプロセス技術者は、古い状態方程式と相関図でランキン度を使いました。混合ガスの擬臨界温度は °R で表にされていました。擬臨界温度が 400 °R の天然ガスは、222 K、つまり −51 °C にあります。現代のソフトウェアはケルビンを使いますが、古い図は多くのハンドブックに残っています。

ガスタービン

ガスタービンの、燃焼器と圧縮機入口の温度比は、重要な設計値です。タービン入口が 1,500 K、つまり 2,700 °R で、空気が 288 K、つまり 518 °R なら、比はどちらの目盛りでも 5.2 です。アメリカの技術者はこれをランキン度で、他の地域の技術者はケルビンで報告し、比は選択に依存しません。

表計算の式

A 列に摂氏の値を置き、B 列に =(A2+273.15)*9/5 を使います。逆には =B2/1.8-273.15 を使います。温度差には、1.8 を掛けて何も足しません。すべての列に単位を書き、室温に近い値には小数点以下二桁を使ってください。

丸めと精度

公式は正確なので、ランキンの値は、摂氏の入力と同じだけの正しい桁を持ちます。表は海面の標準温度を 518.67 °R と載せています。519 への丸めは大まかな作業には問題ありませんが、他の計算に使われる表では、丸め誤差が累積するので問題になります。

暗算の近道

摂氏の値に 1.8 を掛けて 492 を足します。20 °C なら 36 に 492 を足して 528 となり、正確な 527.67 に対しての値です。100 °C なら 180 に 492 を足して 672 となり、671.67 に対しての値です。半度未満の精度で、見積もりには十分です。

覚えておく目安

0 °C は 491.67 °R、15 °C は 518.67 °R、20 °C は 527.67 °R、37 °C は 558.27 °R、100 °C は 671.67 °R です。これらがあれば、英国式の単位の表のどの値も位置づけられます。ランキンの値は常にケルビンの値の 1.8 倍であることを覚えておいてください。

参照の段階表

−273.15 °C は 0 °R です。−196 °C は 138.9 °R です。−40 °C は 419.67 °R です。0 °C は 491.67 °R です。25 °C は 536.67 °R です。100 °C は 671.67 °R です。500 °C は 1,391.67 °R です。1,000 °C は 2,291.67 °R です。このような段階表は、確認を速めます。

ランキンが目盛りを提案した理由

1848 年、後のケルヴィン卿ウィリアム・トムソンは、摂氏の大きさの度による絶対目盛りを提案していました。華氏を使う技術者は、自分たちの単位による絶対目盛りをまだ必要としていました。1859 年のランキンの解決策は、華氏の度を保ち、ゼロを絶対零度に移すものでした。蒸気表や産業革命の式に実用的でした。

逆算で確認する

°C から °R への変換の結果を確認するには、1.8 で割って 273.15 を引きます。25 °C が 536.67 °R になったなら、536.67 を 1.8 で割ると 298.15 で、273.15 を引くと 25 になります。二つ目の確認は符号です。ランキン度が負になることはありません。

華氏との関係

ランキン度は華氏に 459.67 を足したものです。したがって 77 °F は 536.67 °R で、25 °C と同じです。摂氏からランキン度へは、華氏を経由して、°C × 1.8 + 32 に 459.67 を足すことでも行け、これは °C × 1.8 + 491.67、つまり上の公式に等しくなります。どちらの道も一致します。

単位を正しく書く

記号は、数字の後に空白を入れ、度記号を付けて °R と書きます。527.67 °R のようにです。ケルビンと違って、ランキン度には度記号が残ります。一部のアメリカの文献には、素の R が現れ、気体定数と混同されかねないので、文脈が重要です。

温度差

圧縮機が空気を 25 °C 上げるとき、上昇は 45 °R です。100 °C の差は 180 °R です。差に 491.67 を足してはいけません。熱伝達の表では、温度降下は °F または °R の ΔT として現れ、両者は同一なので、最後に一度だけ変換します。

古い工学書を読む

十九世紀と二十世紀初頭の蒸気とガスの本は、華氏とランキン度をよく併用しました。それを読むには記号に注意が要ります。460 + t のように見える温度が、ランキンの値です。その式を見たら、「°C から °R への変換」の計算か華氏の変換により、元の摂氏の値がわかります。

極低温風洞

一部の風洞は、作動ガスの窒素を約 100 K、つまり 180 °R まで冷やします。そうすると気体が密になり、レイノルズ数が上がって、小さな模型が大型機のように振る舞います。100 K での試験と周囲の 288 K での試験は、どの絶対目盛りでも温度が 2.9 倍違います。研究者はデータをケルビンで記録し、英国式の報告書はランキン度を使うため、「°C から °R への変換」の計算がそれらをつなぎます。

熱交換器の有効度

熱交換器の有効度は、実際に伝わった熱を、可能な最大値で割ったもので、温度差の比です。30 °C の差は 54 °R で、50 °C の差は 90 °R なので、比はどちらの目盛りでも 0.6 です。比は差を使うので、ここでは摂氏が許され、「°C から °R への変換」の計算の段階が必要なのは、絶対値だけです。

学生と試験

試験問題が、80 °F の気体を与え、200 °F に加熱した後の圧力比を求めることがあります。正しい方法は、ランキン度の 539.67 °R と 659.67 °R に変換して、比 1.222 を得ることです。華氏の数字を直接使うと 2.5 となり、間違いです。採点者はよくこの罠を入れるので、最初に素早く変換するのは良い習慣です。

ランキンサイクル

同じ技術者にちなんで名づけられたランキンサイクルは、蒸気発電所の仕組みを説明します。水を圧力まで送り、蒸気に沸かし、タービンで膨張させ、凝縮させます。理想的な効率は、同じ温度の間のカルノーサイクルより低くなります。500 °C、つまり 1,391.67 °R の蒸気と、33 °C、つまり 551.9 °R の凝縮器では、カルノーの限界は 60 パーセントで、実際の単純なサイクルは約 38 パーセントに達します。

ランキンと衝撃波

ランキン＝ユゴニオの関係は、衝撃波を挟んで圧力、密度、温度がどう変わるかを説明します。マッハ 2 の垂直衝撃波を挟んで、静温度は 1.687 倍に上がります。そのような衝撃波の後ろにある −56.5 °C、つまり 389.97 °R の空気は、657.9 °R、つまり 92 °C です。比はどの絶対目盛りでも同じですが、摂氏では違います。

ランキン渦

ランキン渦は、渦潮や竜巻の簡単なモデルで、固体の車輪のように回る芯と、距離とともに速さが落ちる外側の領域からなります。同じ技術者にちなんで名づけられていますが、温度目盛りとは直接の関係がありません。学生は流体力学と熱力学の講座で両方の名前に出会います。

ランキンと土

土質力学では、ランキンの土圧理論が、擁壁にかかる土の水平圧力を与えます。摩擦角が 30 度の土では、主働土圧係数は三分の一です。土木技術者がこれを温度目盛りと並べて学ぶのは名前の上だけですが、そのつながりは、ランキンの仕事がいかに幅広かったかを示しています。

なぜケルビンを使わないのか

ケルビンが標準で、ほとんどの現代の教科書がそれを使います。ランキン度は、英国式の単位が生き残る場所、たとえば、すべてをフィート、ポンド、Btu で保存する古いアメリカのデータやソフトウェアに残っています。「°C から °R への変換」の計算で境界で変換するほうが、何十年分の表を書き換えるより安全です。

比熱と Btu

英国熱量単位は、一ポンドの水を華氏一度、つまり大きさが一致するのでランキン一度上げるのに必要な熱です。これにより、水の比熱はポンドあたり、°R あたり 1 Btu になります。SI では kg あたり、K あたり 4.1868 kJ です。質量とエネルギーの単位も変わるので、数字は 1.8 ではなく 4.1868 で結ばれます。

エントロピーと第二法則

エントロピーの変化は、熱を絶対温度で割ったものに等しくなります。600 °R で伝わる 1 Btu の熱は、エントロピーを °R あたり 1/600 Btu 変えます。SI では同じ熱が 333 K で 1.055 kJ となり、これは 0.00317 kJ/K です。第二法則の式には絶対目盛りが必要なので、ランキン度とケルビンはどちらも使えますが、摂氏と華氏は使えません。

°C を °R に変換する値の追加

変換の長い一覧

必要な値が最初の一覧にない場合は、次の変換がそのまま読み取れるほど近いかもしれません。

• -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

°C を °R に変換するときのよくあるうっかりミス

ランキン度と華氏を混同する

度の大きさは同じですが、ゼロ点が違います。68 °F は 527.67 °R であり、68 °R ではありません。

273.15 を忘れる

1.8 を掛けるだけでは間違いです。20 °C は 36 °R ではなく 527.67 °R です。

差を温度として変換する

10 °C の上昇は 18 °R の上昇であり、491.67 は加えません。

短い答え

°C を °R に変換するにはどうしますか？

273.15 を足して 1.8 を掛けます。

20 °C はランキン度でいくつですか？

527.67 °R です。

0 °C はランキン度でいくつですか？

491.67 °R です。

絶対零度はランキン度でいくつですか？

0 °R です。

入力した数は端末の外に出ますか？

いいえ、計算はブラウザ内で行われます。

その他のページとまとめ

他の温度の変換については、°C から K への変換、°C から °Ré への変換、°F から °R への変換、K から °R への変換、°R から K への変換、km から mi への変換、mi から km への変換、L から gal への変換、gal から L への変換を見てください。逆方向は°R から °C への変換です。

要するに、「°C から °R への変換」の計算は、273.15 を足して 1.8 を掛け、答えの隣に単位を書くことです。入力した数はローカルで計算され、アカウントもアップロードもありません。