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Temperatuurschaal

Ein Thermometer mit der Celsius-Skala. Man kann ablesen, dass die Temperatur hier -17°C beträgt

EIN Temperaturskala ist eine Methode, um Temperatur in einer Zahl ausdrücken, oder anders ausgedrückt, a Messskala für Temperatur. Es wurden verschiedene Skalen entwickelt, die für unterschiedliche Anwendungen nützlich sind. In dem SI-System ist der Kelvinauch als absolute Temperatur bekannt. In der täglichen Praxis wird die Skala von im niederländischsprachigen Raum verwendet Celsius und drücke die Temperatur in . aus Grad Celsius.

Empirische Skalen

Temperaturbestimmung mit den Zehen

Die verwendeten Temperaturskalen sind von Ursprung empirisch. Diese Skalen basieren auf einfach messbaren physikalischen Eigenschaften von Materialien, wie der Ausdehnung von a Flüssigkeit (meist Merkur oder Alkohol) wenn die Temperatur erhöht wird. Zwei Punkte werden mit einem festen Wert gewählt. Zum Beispiel werden 0 Grad Celsius auf dem aufgezeichnet Gefrierpunkt Wasser, während es Siedepunkt wurde auf 100 Grad Celsius gestellt. Dazwischen wird linear interpoliert und darüber hinaus extrapoliert.

Temperatur ist eine Eigenschaft der Materie, und die empirischen Skalen funktionieren nur in einem engen Bereich. Das ist mehr als genug für den Alltag auf der Erde. Um sehr niedrige oder sehr hohe Temperaturen zu messen, werden andere Techniken benötigt. Quecksilber gefriert beispielsweise bei 234,32 K (–39 °C) und ein Quecksilberthermometer unterhalb dieser Temperatur kann nicht verwendet werden. Selbst sehr hohe Temperaturen können mit einem Quecksilberthermometer nicht gemessen werden.

Das Bild unten vergleicht die Skalen. Dies zeigt, dass die Skalen, mit Ausnahme der Delisle, bei einer höheren Temperatur einen höheren Zahlenwert liefern. Die Nullstellen der Skalen werden angezeigt. Für die Celsius-Skala sowie für Réaumur, Newton und Rømer ist dies der Gefrierpunkt von Wasser. Für die Deslise ist der Nullpunkt der Siedepunkt von Wasser. Als Nullpunkt wählte Fahrenheit die Temperatur einer Mischung aus Eis, Wasser und Ammoniumchlorid.

Der Kelvin und der Rankine beginnen am Absoluter Nullpunkt und haben daher keine negative Temperatur. Auffällig ist auch, dass die Skalen in Celsius und Kelvin parallel verlaufen. Das gleiche gilt für die Fahrenheit- und Rankine-Skalen. Diese Skalen verwenden tatsächlich dieselbe Skala für die Definition von "1 Grad".

Vergleich der Temperaturskalen

								Rankine (°Ra)
								Kelvin (K)
								Fahrenheit (°F)
								Celsius (°C) reaumur (°Ré) Römer (°Rø) Newton (°N)
								Delisle (°D)
es Absoluter Nullpunkt	niedrigste beobachtete Temperatur auf Boden^[1]	Fahrenheits Eis/Wasser/Salz-Gemisch	Schmelzpunkt aus Eis (at Standarddruck)	Durchschnittstemperatur auf der Erde (15 °C)	Durchschnittstemperatur menschlicher Körper (37°C)	höchste beobachtete Temperatur auf der Erde^[2]	Siedepunkt Wasser (bei Normaldruck)

Neben den gängigen Messmethoden auf Basis von Flüssigkeiten kann die Temperatur auch auf andere Weise empirisch gemessen werden, zum Beispiel mit Thermoelement, ein bimetallisch oder ein Thermistor.

Veraltete Skalen

Neben den hier genannten gibt es auch veraltete Temperaturskalen:

Wedgwood-Schuppe, bestimmt für hohe Temperaturen, über dem Siedepunkt von Quecksilber. Die Schale basierte auf Schrumpfton, hat sich aber als unbrauchbar erwiesen.
Leiden-Skala, verwendet in der Zeit von Heike Kamerlingh Onnes.

Wissenschaftliche Temperaturskala

Ein wissenschaftlicherer Ansatz besteht darin, die Temperaturbestimmung auf den Prinzipien der Thermodynamik. Der absolute Nullpunkt ist die 0 dieser Skala. Das ist die Temperatur, bei der die Materieteilchen nur eine minimale Energie haben, die nicht niedriger sein kann.

Erfinder von Temperaturskalen

Im Laufe der Geschichte gab es mehrere Personen, die die Temperatur erforscht und eine Temperaturskala entwickelt haben, die auf verschiedenen Messungen von Materialeigenschaften basiert.

Person / Erfinder	Land	Jahr	Name der Temperaturskala
C Andere Celsius	Schweden	1742	Celsius
d Joseph-Nicolas Delisle	Frankreich	1732	Delisle
f Gabriel Fahrenheit	Polen-Litauen / Die Niederlande	1724	Fahrenheit
T William Thomson	Vereinigtes Königreich	1848	Kelvin
Nein Isaac Newton	England	1700 um 1700	Newton
ra William John Macquorn Rankine	Vereinigtes Königreich	1859	Rankine
Re René-Antoine Ferchault de Reaumur	Frankreich	1731	reaumur
Rø Ole Christensen Romer	Dänemark	1701	Römer

Umrechnungstabelle

Die Umrechnung der Temperaturen in die verschiedenen Skalen ist relativ einfach, wie in der folgenden Tabelle dargestellt. Jede Skala hat a Null Punkte und eine lineare Skalierung.

Historisch waren die verschiedenen Temperaturskalen mit Ausnahme von engen Überlappungsbereichen nicht miteinander kompatibel. Wenn beispielsweise ein Alkoholthermometer und ein Quecksilberthermometer an zwei Punkten kalibriert werden, beispielsweise dem Schmelzpunkt und dem Siedepunkt von Wasser, bedeutet dies nicht, dass das Ablesen einer linearen Skala zwischen diesen beiden Punkten zu einem gleichen Ergebnis führt. Das Wärmeausdehnungskoeffizienten dieser beiden Stoffe sind über den gesamten Temperaturbereich nicht proportional zueinander. Die nachstehende Umrechnungstabelle ist daher ungefähr und wurde nicht aufgrund von Messungen, sondern aufgrund von Vereinbarungen erstellt.

→ von →	Celsius	Delisle	Fahrenheit	Kelvin	Newton	Rankine	reaumur	Römer
↓ zu ↓	Celsius	Delisle	Fahrenheit	Kelvin	Newton	Rankine	reaumur	Römer
Celsius ${displaystyle T_{mathrm {C} }=}$		${displaystyle 100-T_{mathrm {D} }cdot { frac {2}{3}}}$	${displaystyle left(T_{mathrm {F}}-32ight)cdot { frac {5}{9}}}$	${displaystyle T_{mathrm {K} }-273{,}15}$	${displaystyle T_{mathrm {N} }cdot { frac {100}{33}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ra}}-491{,}67)cdot {frac {5}{9}}}$	${displaystyle T_{mathrm {Re} }cdot { frac {5}{4}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ro} }-7{,}5)cdot { frac {40}{21}}}$
Delisle ${displaystyle T_{mathrm {{}D} }=}$	${displaystyle (100-T_{mathrm {C}})cdot { frac {3}{2}}}$		${displaystyle (212-T_{mathrm {F}})cdot { frac {5}{6}}}$	${displaystyle (373{,}15-T_{mathrm {K}})cdot { frac {3}{2}}}$	${displaystyle (33-T_{mathrm {N}})cdot { frac {50}{11}}}$	${displaystyle (671{,}67-T_{mathrm {Ra}})cdot { frac {5}{6}}}$	${displaystyle (80-T_{mathrm {Re}})cdot { frac {15}{8}}}$	${displaystyle (60-T_{mathrm {Ro}})cdot { frac {20}{7}}}$
Fahrenheit ${displaystyle T_{mathrm {F} }=}$	${displaystyle T_{mathrm {C} }cdot { frac {9}{5}} 32}$	${displaystyle 212-T_{mathrm {D} }cdot { frac {6}{5}}}$		${displaystyle T_{mathrm {K} }cdot { frac {9}{5}}-459{,}67}$	${displaystyle T_{mathrm {N} }cdot { frac {60}{11}} 32}$	${displaystyle T_{mathrm {Ra} }-459{,}67}$	${displaystyle T_{mathrm {Re} }cdot { frac {9}{4}} 32}$	${displaystyle left(T_{mathrm {Ro}}-7{,}5ight)cdot { frac {24}{7}} 32}$
Kelvin ${displaystyle T_{mathrm {{}K} }=}$	${displaystyle T_{mathrm {C} } 273.15}$	${displaystyle 373{,}15-T_{mathrm {D} }cdot { frac {2}{3}}}$	${displaystyle left(T_{mathrm {F}} 459{,}67ight)cdot { frac {5}{9}}}$		${displaystyle T_{mathrm {N} }cdot { frac {100}{33}} 273{,}15}$	${displaystyle T_{mathrm {Ra} }cdot { frac {5}{9}}}$	${displaystyle T_{mathrm {Re} }cdot { frac {5}{4}} 273{,}15}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ro} }-7{,}5)cdot { frac {40}{21}} 273{,}15}$
Newton ${displaystyle T_{mathrm {N} }=}$	${displaystyle T_{mathrm {C} }cdot { frac {33}{100}}}$	${displaystyle 33-T_{mathrm {D} }cdot { frac {11}{50}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {F}}-32)cdot { frac {11}{60}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {K} }-273{,}15)cdot { frac {33}{100}}}$		${displaystyle (T_{mathrm {Ra}}-491{,}67)cdot {frac {11}{60}}}$	${displaystyle T_{mathrm {Re} }cdot { frac {33}{80}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ro}}-7{,}5)cdot { frac {22}{35}}}$
Rankine ${displaystyle T_{mathrm {Ra} }=}$	${displaystyle T_{mathrm {C} }cdot { frac {9}{5}} 491{,}67}$	${displaystyle 671{,}67-T_{mathrm {D} }cdot { frac {6}{5}}}$	${displaystyle T_{mathrm {F} } 459{,}67}$	${displaystyle T_{mathrm {K} }cdot { frac {9}{5}}}$	${displaystyle T_{mathrm {N} }cdot { frac {60}{11}} 491{,}67}$		${displaystyle (T_{mathrm {Re} }cdot { frac {5}{4}}-273{,}15)cdot { frac {9}{5}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ro} }-7{,}5)cdot { frac {24}{7}} 491{,}67}$
reaumur ${displaystyle T_{mathrm {{}Re} }=}$	${displaystyle T_{mathrm {C} }cdot { frac {4}{5}}}$	${displaystyle 80-T_{mathrm {D} }cdot { frac {8}{15}}}$	${displaystyle left(T_{mathrm {F}}-32ight)cdot { frac {4}{9}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {K} }-273{,}15)cdot { frac {4}{5}}}$	${displaystyle T_{mathrm {N} }cdot { frac {80}{33}}}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ra} }cdot { frac {5}{9}} 273{,}15)cdot { frac {4}{5}}}$		${displaystyle (T_{mathrm {Ro}}-7{,}5)cdot { frac {32}{21}}}$
Römer ${displaystyle T_{mathrm {Ro} }=}$	${displaystyle T_{mathrm {C} }cdot { frac {21}{40}} 7{,}5}$	${displaystyle 60-T_{mathrm {D} }cdot { frac {7}{20}}}$	${displaystyle left(T_{mathrm {F}}-32ight)cdot { frac {7}{24}} 7{,}5}$	${displaystyle (T_{mathrm {K} }-273{,}15)cdot {frac {21}{40}} 7{,}5}$	${displaystyle T_{mathrm {N} }cdot { frac {35}{22}} 7{,}5}$	${displaystyle (T_{mathrm {Ra}}-491{,}67)cdot {frac {7}{24}} 7{,}5}$	${displaystyle T_{mathrm {Re} }cdot { frac {21}{32}} 7{,}5}$

Umrechnungsdiagrammgrafik

Unten Nomogramm zeigt die Umrechnung zwischen den verschiedenen Temperaturskalen grafisch an.

Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise

↑Die kältesten bewohnten Orte der Erde; Forscher der Bahnhof Wostok verzeichnete am 21. Juli 1983 die niedrigste jemals auf der Erde gemessene Temperatur: -89,2 °C (-128.6 °F).
↑Welt: Höchste Temperatur; eine italienische Wetterstation in al 'Aziziyah (Libyen) verzeichnete am 13. September 1922 eine Temperatur von 58 °C (136,4 °F). Diese Temperatur wird allgemein als die höchste unter normalen Bedingungen beobachtete Temperatur akzeptiert, ihre Gültigkeit wurde jedoch in Frage gestellt.

[1] Die kältesten bewohnten Orte der Erde; Forscher der Bahnhof Wostok verzeichnete am 21. Juli 1983 die niedrigste jemals auf der Erde gemessene Temperatur: -89,2 °C (-128.6 °F).

[2] Welt: Höchste Temperatur; eine italienische Wetterstation in al 'Aziziyah (Libyen) verzeichnete am 13. September 1922 eine Temperatur von 58 °C (136,4 °F). Diese Temperatur wird allgemein als die höchste unter normalen Bedingungen beobachtete Temperatur akzeptiert, ihre Gültigkeit wurde jedoch in Frage gestellt.

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