Temperaturskalen

Um Temperaturen quantitativ erfassen zu können, benötigt man eine Temperaturskala. Diese kann durch mindestens zwei willkürlich wählbare Eichpunkte, die auch Fixpunkte genannt werden, festgelegt werden. Durch diese Willkür sind unterschiedliche Temperaturskalen entstanden, von denen heute noch drei in Gebrauch sind.

Die bei uns im Alltag am häufigsten verwendete Skala ist die bekannte Celsius-Skala. In den angelsächsischen Ländern wird dagegen häufig die Fahrenheit-Skala benutzt. Wissenschaft und Technik bedienen sich neben der Celsius- vor allem der Kelvin-Skala, die ihren Nullpunkt bei der tiefsten theoretisch denkbaren Temperatur, dem absoluten Nullpunkt, hat. Wir werden dies im Abschnitt über Gase noch genauer besprechen.

Unterschiedliche Temperaturangaben lassen sich leicht ineinander umrechnen und somit leicht vergleichen.

Celsius-Temperaturen werden in dieser SLE mit einem kleinen t bezeichnet. Für Temperaturen in der Kelvin-Skala verwenden wir - wie üblich - ein großes T.

Da sich die Celsius-Skala (°C) und die Kelvin-Skala (K) nur durch die Lage ihres Nullpunkts unterscheiden, stimmen Temperaturdifferenzen in beiden Skalen überein:

Man hat man sich daher darauf verständigt, Temperaturdifferenzen immer in Kelvin anzugeben.

Selbsttest

Die Kelvin-Skala

In der Wissenschaft wird überwiegend die nach William Thomson (1824-1907, Lord Kelvin) benannte Kelvin-Skala verwendet. Die Kelvin-Skala wird daher auch die thermodynamische oder die absolute Temperaturskala genannt. Wir werden in den folgenden Abschnitten noch sehen, dass der absoluten Temperatur eine fundamentale Interpretation zugrunde liegt. Viele Formeln haben bei Verwendung der absoluten Temperatur ein sehr einfaches Aussehen.

Die absolute Temperaturskala hat ihren Nullpunkt bei der absolut tiefsten theoretisch denkbaren Temperatur, die nicht unterschritten werden kann. Es gibt daher bei der Kelvin-Skala keine negativen Temperaturen.

Der absolute Nullpunkt liegt bei umgerechnet -273,15 °C. Wie bei der Celsius-Skala ist die Temperatureinheit als 1/100stel der Temperaturdifferenz zwischen Gefrier- und Siedepunkt des Wassers festgelegt. Diese wird mit Kelvin (K) bezeichnet (nicht mit "Grad Kelvin") und ist eine SI-Basiseinheit. Der Gefrier- und der Siedepunkt des Wassers liegen damit bei 273,15 K bzw. 373,15 K.