1 °C in allen Einheiten
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Beliebte Umrechnungen
5 PaareCelsius ↔ Fahrenheit
C ↔ F
Celsius ↔ Kelvin
C ↔ K
Celsius ↔ Rankine
C ↔ R
Fahrenheit ↔ Rankine
F ↔ R
Celsius ↔ Réaumur
C ↔ Re
Einheitenleitfäden
5 EinheitenKurz erklärt: temperatureinheiten und umrechnungen
Temperatur ist eine grundlegende physikalische Größe, die mit der mittleren kinetischen Energie der Teilchen eines Stoffes zusammenhängt und angibt, wie 'warm' oder 'kalt' er ist. Im Internationalen Einheitensystem ist die Basiseinheit der Temperatur das Kelvin.
Im Alltag sind Celsius und Fahrenheit die gebräuchlichsten Skalen; in der Wissenschaft wird Kelvin verwendet, in manchen technischen Berechnungen Rankine und in historischen Texten gelegentlich Réaumur. Anders als bei den meisten anderen physikalischen Größen erfordert die Umrechnung zwischen Temperatureinheiten nicht nur Multiplikation, sondern auch Addition beziehungsweise Subtraktion.
- Physikalische Größe
- Temperatur (thermodynamische Temperatur)
- Dimensionssymbol
- [Θ]
- SI-Basiseinheit
- Kelvin
- SI-Einheitensymbol
- K
- Absoluter Nullpunkt
- 0 K = -273,15 °C = -459,67 °F
Was ist Temperatur?
Temperatur ist eine Größe, die unmittelbar mit der mittleren kinetischen (Bewegungs-)Energie der Atome und Moleküle eines Stoffes zusammenhängt. Je schneller sich die Teilchen bewegen, als desto 'wärmer' gilt der Stoff.
Temperatur ist eine der sieben Basisgrößen des Internationalen Einheitensystems und wird als thermodynamische Temperatur mit dem Symbol Θ (Theta) dargestellt. Anders als viele andere Größen (etwa Länge oder Masse) ist sie nicht direkt additiv -- werden zwei Körper zusammengebracht, addieren sich ihre Temperaturen nicht, sondern gleichen sich zu einem Gleichgewichtswert an.
Die SI-Einheit der Temperatur: Kelvin
Kelvin ist die SI-Basiseinheit der Temperatur und wird mit dem Symbol K dargestellt (ohne Gradzeichen, nur 'K'). Die Kelvin-Skala setzt den absoluten Nullpunkt (die theoretisch tiefstmögliche Temperatur) als Ausgangspunkt (0 K) fest.
Seit der SI-Revision 2019 wird Kelvin nicht mehr über den Tripelpunkt von Wasser definiert, sondern über den exakt festgelegten Zahlenwert der Boltzmann-Konstante (k). Dadurch beruht die Temperatureinheit nicht mehr auf einem physischen Referenzstoff, sondern auf einer universellen Naturkonstante.
Warum ist eine Temperaturumrechnung nicht nur Multiplikation?
Bei Größen wie Länge oder Masse erfolgt die Einheitenumrechnung allein über einen Multiplikationsfaktor (etwa Meter-Zentimeter). Bei der Temperatur haben Celsius, Fahrenheit und Kelvin dagegen unterschiedliche 'Nullpunkte', weshalb die Umrechnung sowohl Multiplikation als auch Addition beziehungsweise Subtraktion erfordert.
Beim Übergang von Celsius zu Fahrenheit wird der Wert zunächst mit 9/5 multipliziert und dann 32 addiert: °F = (°C × 9/5) + 32. Deshalb ist Temperatur die einzige gebräuchliche physikalische Größe mit einer mathematisch 'affinen' (linearen, aber nicht durch den Ursprung verlaufenden) Umrechnungsbeziehung.
Die Celsius-Skala
Die Celsius-Skala wurde 1742 vom schwedischen Astronomen Anders Celsius entwickelt und definiert den Gefrierpunkt von Wasser als 0 °C und den Siedepunkt (bei 1 Atmosphäre Druck) als 100 °C. Das macht sie zu einem im Alltag leicht verständlichen Referenzsystem.
Celsius ist weltweit die in Wissenschaft und in den meisten Ländern für die tägliche Wetterberichterstattung am häufigsten verwendete Temperaturskala; nur wenige Länder wie die USA bevorzugen im Alltag weiterhin Fahrenheit.
Die Fahrenheit-Skala
Die Fahrenheit-Skala wurde 1724 vom deutschen Physiker Daniel Gabriel Fahrenheit entwickelt. Auf dieser Skala liegt der Gefrierpunkt von Wasser bei 32 °F, der Siedepunkt bei 212 °F -- zwischen Gefrier- und Siedepunkt liegt eine Spanne von genau 180 Grad.
Fahrenheit wird heute noch in wenigen Ländern, allen voran den USA, zur täglichen Temperaturangabe verwendet; in der Wissenschaft wurde es weltweit größtenteils durch Celsius und Kelvin abgelöst.
Rankine und Réaumur: weniger bekannte Skalen
Rankine ist eine absolute Temperaturskala, die Grade in Fahrenheit-Größe verwendet, deren Nullpunkt jedoch der absolute Nullpunkt (0 °R) ist; der Gefrierpunkt von Wasser liegt bei 491,67 °R. Sie wird besonders in einigen US-amerikanischen thermodynamischen Berechnungen anstelle von Kelvin bevorzugt.
Die Réaumur-Skala wurde im 18. Jahrhundert vom französischen Wissenschaftler René Réaumur entwickelt; sie setzt den Gefrierpunkt von Wasser bei 0 °Ré und den Siedepunkt bei 80 °Ré an. Obwohl sie heute praktisch nicht mehr verwendet wird, begegnet man ihr gelegentlich als historischem Bezug in einigen europäischen Ländern, etwa in traditionellen russischen Rezepten.
Was bedeutet der absolute Nullpunkt?
Der absolute Nullpunkt (0 Kelvin, -273,15 °C, -459,67 °F) ist die theoretische Temperatur, bei der Teilchen im klassischen Sinne die niedrigstmögliche kinetische Energie besitzen. Aufgrund der Quantenmechanik kommen Teilchen selbst am absoluten Nullpunkt nicht vollständig zur Ruhe (Nullpunktenergie), doch im klassischen Sinne lässt sich keine niedrigere Temperatur definieren.
Unter Laborbedingungen wurden Temperaturen erreicht, die dem absoluten Nullpunkt extrem nahekommen (im Mikrokelvin- bis Nanokelvin-Bereich), doch nach dem dritten Hauptsatz der Thermodynamik ist es unmöglich, den absoluten Nullpunkt in endlich vielen Schritten exakt zu erreichen.
Wie wird Temperatur gemessen?
Zur Temperaturmessung werden verschiedene Technologien eingesetzt, etwa Quecksilber- oder Alkoholthermometer, digitale Thermometer, Thermoelemente, Widerstandsthermometer (RTD) und berührungslose Infrarotthermometer. Jede Bauart eignet sich für einen bestimmten Temperaturbereich und Genauigkeitsanspruch.
Thermoelemente werden in industriellen Umgebungen häufig eingesetzt, da sie über einen sehr weiten Temperaturbereich arbeiten können (teilweise von -200 °C bis +2000 °C); sie berechnen die Temperatur aus der Spannungsdifferenz, die an der Verbindungsstelle zweier unterschiedlicher Metalle entsteht.