William Rankine

William Rankine
FRSE FRS
William Rankine FRSE FRS
	William John Macquorn Rankine
Born	5 July 1820; Edinburgh, Scotland
Died	24 December 1872 (aged 52); Glasgow, Scotland
Nationality	Scottish
Alma mater	University of Edinburgh
Known for	Rankine body; Rankine half body; Rankine cycle; Rankine's method; Rankine scale; Rankine theory; Rankine vortex; Rankine–Hugoniot relation; Laws of thermodynamics; Second law of thermodynamics; Entropy; Heat death of the universe; Kelvin's heat death paradox; Coining the term potential energy;
Awards	Keith Medal (1854)
	Scientific career
Fields	Physics, engineering, civil engineering
Institutions	University of Glasgow

Angol

Főnév

William Rankine (tsz. William Rankines)

(informatika) William John Macquorn Rankine (1820–1872) skót mérnök, fizikus és egyetemi tanár volt, akit a termodinamika egyik megalapozójaként tartanak számon. Emellett jelentős munkát végzett az építőmérnöki mechanika, a vasúti gépészet, valamint az energia- és gőzgép-elmélet területén. Nevéhez fűződik a Rankine-skála, az ideális gőzciklus egyik típusa (Rankine-ciklus), valamint több alapvető mérnöki tankönyv megírása is.

1. Életútja röviden

Született: 1820. július 5., Edinburgh, Skócia
Elhunyt: 1872. december 24., Glasgow, Skócia

Rankine jóformán önképző zseniként kezdte pályafutását. Fiatalon érdeklődött a zene, matematika, mérnöki tudományok és filozófia iránt is. Kezdetben gyakorlati mérnöki munkát végzett (hajóépítés, vasút), majd fokozatosan áttért az elméleti kutatásra és oktatásra.

2. Pályája és akadémiai munkássága

a) Egyetemi tanári állása

1855-ben nevezték ki a Glasgow-i Egyetem gépészmérnöki tanszékének professzorává, ahol egészen haláláig dolgozott. Itt tette le a mérnöki tudományok matematikai megalapozásának alapjait Skóciában.

b) A Royal Society tagja

Rankine elismert tudós volt: a Royal Society of London és a Royal Society of Edinburgh tagja, a brit tudományos élet meghatározó alakja a 19. század közepén.

3. Legfontosabb tudományos eredményei

a) A Rankine-hőmérsékleti skála

A Rankine-skála egy abszolút hőmérsékleti skála, amely a Fahrenheit-fokhoz hasonló lépéseket használ, de 0°R az abszolút nulla (−459,67 °F) értékének felel meg.

$T_{R}=T_{F}+459{,}67$

A Rankine-skálát főként az angolszász hőtechnikai számításokban használják, ahol a hőmérsékletet nem Celsiusban, hanem Fahrenheitben mérik.

b) Rankine-ciklus

A Rankine-ciklus az ideális hőerőgépek működésének termodinamikai modellje, amelyet hőerőművek (pl. szénerőmű, atomerőmű, biomassza-erőmű) működésének elméleti alapjaként alkalmaznak.

A ciklus négy fő folyamata:

Izentropikus kompresszió (szivattyúzás)
Izobáros hőbevitel (kazán)
Izentropikus expanzió (turbina)
Izobáros hőelvonás (kondenzátor)

Ez a ciklus képezi a gőzturbinák és hőerőművek hatásfokszámításának alapját.

4. Rankine és a termodinamika

a) A belső energia és entrópia fogalma

Rankine az elsők között vezette be a belső energia fogalmát, és meghatározta a gőzök és folyadékok termodinamikai viselkedését. Bár Clausius nevéhez fűződik az entrópia elnevezése, Rankine párhuzamosan dolgozott hasonló mennyiségekkel.

b) Állapotegyenletek

Rankine kísérletet tett a vízgőz állapotegyenletének levezetésére, ami a későbbi technikai alkalmazások alapjául szolgált.

5. Mérnöki mechanika és vasúti technika

a) Talajmechanika

Rankine úttörő munkát végzett a földnyomáselmélet területén. Bevezette a:

Rankine-féle aktív és passzív földnyomás fogalmát, amelyet máig alkalmaznak támfalak, alapozások, rézsűk számítása során.

b) Vasúti mérnöki tudományok

Rankine gyakorlati tapasztalatokat szerzett a vasúti tervezés és vontatási erők vizsgálatában.
Kidolgozta a gőzgépek hatásfokának javítására irányuló módszereket.

6. Tankönyvek és tudományos ismeretterjesztés

Rankine legnagyobb hatású munkái mérnöki kézikönyvek formájában jelentek meg, ezek közül sok évtizedeken át alapműnek számított.

Legismertebb művei:

Manual of Applied Mechanics (1858)
Manual of the Steam Engine and Other Prime Movers (1859)
Manual of Civil Engineering (1861)
Manual of the Machinery of Engineering (1869)

Ezekben a könyvekben Rankine rendszerezte és egyszerűsítette az elméleti képleteket, hogy azokat a gyakorló mérnökök is alkalmazni tudják.

7. Irodalmi és filozófiai érdeklődése

Rankine nemcsak mérnök és tudós volt, hanem:

Költő (szatirikus verseket és dalokat írt a tudományos életről)
A logika és nyelvészet iránt is érdeklődött
Támogatta a skót felvilágosodás eszméit, különösen a tudományos racionalizmust

8. Elismerések és hatása

Royal Society Fellow (1853)
Tiszteletbeli tag számos tudományos társaságban (Németország, Olaszország, Franciaország)
Nevét viseli:
- Rankine-skála (hőmérséklet)
- Rankine-ciklus (termodinamika)
- Rankine-elmélet (földnyomás)
- Egy kráter a Holdon (Rankine-kráter)
- Glasgow-i Rankine Building (mérnöki kar épülete)

9. Halála és öröksége

William J. M. Rankine 1872-ben hunyt el mindössze 52 éves korában, de addigra már világhírű tudós volt. Munkássága az elméleti és alkalmazott mérnöki tudomány közötti híd szerepét töltötte be.

10. Összefoglalás

Rankine a 19. század egyik legnagyobb mérnöktudósa volt, aki:

megalapozta a természetes nyomásviszonyok és energiakonverzió modern elméletét,
úttörő volt a termodinamikában és a gőzgép-technológiában,
hozzájárult a földnyomáselmélet, a vasúti technika és a tudományos oktatás fejlődéséhez.

A mérnöki tudományt nemcsak fejlesztette, hanem elérhetővé tette a gyakorlati szakemberek számára is. A nevét viselő ciklus és hőmérsékleti skála a mai napig a mérnöki oktatás alapvető része.

További információk

William Rankine - Szótár.net (en-hu)
William Rankine - Sztaki (en-hu)
William Rankine - Merriam–Webster
William Rankine - Cambridge
William Rankine - WordNet
William Rankine - Яндекс (en-ru)
William Rankine - Google (en-hu)
William Rankine - Wikidata
William Rankine - Wikipédia (angol)