7.10 Temperaturangaben
 
Zur genauen Bestimmung dessen was wir Menschen mit warm oder kalt umschreiben und als Temperatur bezeichnen, gibt es mehrere Teilungen. Die in Europa übliche Einteilung ist die in Grad Celsius (°C). Wissenschaftler bevorzugen die Teilung in Grad Kelvin (K), in England und Nordamerika ist auch heute noch die Teilung in Grad Fahrenheit (°F) in Benutzung und manchmal findet man auch noch die veraltete Teilung in Grad Reaumur (°R).
Zur Eichung dienen bei allen Temperaturskalen die feststehenden Temperaturen von schmelzendem Eis (Eispunkt des Wassers) und der des Siedepunktes von Wasser, beides bei einem Luftdruck von 101325 Pascal.
Um eine teilbare Skala zu erhalten, wird ein sich stark und gleichmäßig ausdehnender Stoff benutzt, dessen Längenänderung zwischen den beiden Festtemperaturen in gleiche Abschnitte unterteilt wird. Diese Abschnitte nennt man dann Grade. Unterschiede der einzelnen Temperaturskalen gegeben sich in der Anzahl der Unterteilungen, bei Grad Celsius °C sind es 100 bei Grad Reaumur °R nur 80 und bei Grad Fahrenheit °F 180, mit einem Versatz des Eispunktes auf 32 °F.
 
Grad Celsius (°C)
Als auszudehnendes Material wird Quecksilber benutzt. Seine Längenänderung zwischen den beiden Festtemperaturen wird in 100 Schritte unterteilt und die Zählung beginnt bei dem Eispunkt des Wassers mit 0°. Auf dieser Skale gefriert Wasser also bei 0°C und es geht bei 100°C in den gasförmigen Zustand über. Bei gleicher Teilung der Gradabstände können auch höhere Temperaturen gemessen werden, die solange sie größer sind als 0°C, ein positives Vorzeichen erhalten, aber auch Temperaturen, die geringer sind als die des gefrierenden Wassers. Solche Temperaturen erhalten ein negatives Vorzeichen.
 
Grad Kelvin (K)
Die Gradabstände entsprechen hier genau denen der Celsius-Skala. Jedoch beginnt man nicht bei dem Eispunkt des Wassers mit 0 zu zählen, sondern der Temperatur, bei der Gase keinen Druck mehr auf ihre Umgebung ausüben, ihre Atome also nicht mehr schwingen. Das geschieht nach der Celsius-Skala bei –273,15°C und geringer als diese Temperatur kann nach theoretischen Erwägungen keine Temperatur werden. Deswegen nennt man diese Temperatur den absoluten Nullpunkt und beginnt bei der Kelvin-Skala an dieser Stelle mit 0K zu zählen. Da keine Temperatur kleiner sein kann als 0K, gibt es in der Kelvin-Temperaturmessung keine negativen Angaben, sondern nur positive und Wasser würde nach dieser Skala bei 273,15K gefrieren und bei 373,15K verdampfen.
 

Umrechungsformeln

 

Kelvin nach Celsius

T in°C = T inK - 273,15K

Fahrenheit nach Celsius

T in°C = 5/9 * T in°F - 32

Reaumur nach Celsius

T in°C = 5/4 * T in°R
 
Temperatur des Universums
Das Weltall besitzt eine Temperatur von 2,735 K, was –270,415°C entspricht. Dieser Wert ergibt sich aus der 3-K-Hintergrundstrahlung, die 1964 auf der Suche nach Radiowellen aus dem All, gefunden wird. Die Hintergrundstrahlung wurde bereits im Jahr 1948 von dem russisch-amerikanischen Physiker George Gamow vermutet und ergibt sich rechnerisch aus der Theorie eines Urknalls.
 
Nach dieser Theorie wäre das Weltall aus der Explosion einer Singularität (eines 'Uratoms') mit extrem komprimierter Materie entstanden. Es hätte dann eine Zehntausendstelsekunde eine Temperatur von mehr als einer Billion Kelvin besessen, um sich mit zunehmender Ausdehnung auf den heutigen Wert abzukühlen.
Die Theorie des Urknalls ist eine menschliche Modellhypothese, die natürlich nicht der Wirklichkeit entsprechen muß, denn kein Mensch weiß, was vor 13,8Mrd. Jahren wirklich passiert ist. Dennoch bildet sie z.Zt eine gute und anerkannte Basis für die Beschreibung der Entwicklungsgeschichte des Weltalls.
 

Astro.GoBlack.de