Grad Celsius

SI-Einheit der Celsius-Temperatur
Dies ist eine alte Version dieser Seite, zuletzt bearbeitet am 30. Juli 2006 um 18:30 Uhr durch 80.129.88.101 (Diskussion) (finde auch in neuen Wörterb. nur "der Grad", s. z.B. http://www.dwds.de/?woerterbuch=1&sh=1&qu=Grad&last_corpus=DWDS, bin aber auch gg. unnötige Sprachkritik; Rest: siehe Anders Celsius). Sie kann sich erheblich von der aktuellen Version unterscheiden.

Vorlage:Formatvorlage Einheit Der Grad Celsius ist eine Maßeinheit der Temperatur. Die Celsius-Skala wurde 1742 durch den schwedischen Astronomen Anders Celsius eingeführt, nach welchem die Einheit 1948 auch benannt wurde. Die Celsius-Temperaturskala verwendet als Fixpunkte die Temperaturen von Gefrier- und Siedepunkt des Wassers bei Normaldruck, d. h. einem Luftdruck von 1013,25 hPa, der dazwischen liegende Bereich, gemessen mit einem Quecksilberthermometer, ist in 100 „Grad“ genannte gleich lange Abschnitte eingeteilt, was auch zu der historischen Bezeichnung „Skale des hundertteiligen Thermometers“ geführt hat.

Anders Celsius bezeichnete die Gefrierpunktstemperatur mit 100 °C und die Siedepunktstemperatur mit 0 °C. Später wurden die Temperaturwerte beider Fixpunkte zu den heute gebräuchlichen Werten umgedreht.

Eine etwas andere Darstellung findet sich in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) des DIN. Dort wird eine besondere Größen-Benennung „Celsius-Temperatur“ eingeführt; sie ist demnach die Differenz der jeweiligen thermodynamischen Temperatur und der festen Bezugstemperatur 273,15 K. Weil diese Norm für Temperaturdifferenzen die Verwendung des Kelvin empfiehlt, legt sie weiterhin fest: „Bei Angabe der Celsius-Temperatur wird der Einheitenname Grad Celsius (Einheitenzeichen: °C) als besonderer Name für das Kelvin benutzt.

Nach deutschem Einheitenrecht darf der Grad Celsius nicht zusammen mit SI-Vorsätzen benutzt werden; diese Regelung ist nicht in die deutsche Normung des DIN (DIN 1301-1, DIN 1345) übernommen.

Formelzeichen

Als Formelzeichen für die Celsius-Temperatur ist das   (selten auch  ) (Theta) üblich und normgerecht. Fälschlicherweise wird aber auch T verwendet. Nach DIN 1345 vom Dezember 1993 ist auch t Formelzeichen für die Celsius-Temperatur. Eigentlich ist T für die absolute Temperatur in Kelvin vorbehalten (Abgrenzungsformen t und Indexierung). Hiermit sind die Formelzeichen für die Temperatur gemeint, nicht etwa ein Symbol für Grad Celsius.

Siehe auch: Formelzeichen für Thermodynamik und Wärmeübertragung

Definition

Eine Temperatur (zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten Punkt) bleibt auch dann gleich, wenn der Wert in Grad Celsius, Kelvin oder einer anderen Temperatureinheit angegeben wird:

 

Für die Zahlenwerte bei Verwendung der Einheiten Grad Celsius und Kelvin gilt hierbei die Gleichung:

 


Temperaturdifferenz

Die Temperaturdifferenz   ist der Unterschied in der Temperatur von zwei Messpunkten  , die sich in der Zeit und/oder räumlichen Position unterscheiden.

Als Einheit für Temperaturdifferenzen wird das Kelvin (wegen des SI-Systems) vom DIN in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) empfohlen; allerdings räumt das DIN dort ein: „Nach dem Beschluss der 13. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (1967–1968) darf die Differenz zweier Celsius-Temperaturen auch in der Einheit Grad Celsius (°C) angegeben werden.“ Im Sinne dieser Norm stellt die „Celsius-Temperatur“ die Differenz der jeweiligen thermodynamischen Temperatur und der festen Bezugstemperatur 273,15 K dar; bei Angabe der Celsius-Temperatur wird der Einheitenname Grad Celsius als besonderer Name für das Kelvin benutzt (denn für Temperaturdifferenzen empfiehlt die Norm ja an sich das Kelvin).

Temperatur-Differenzen stimmen bei der Verwendung der Einheit Kelvin oder Grad Celsius auch in ihren Zahlenwerten überein:

 
 


Umrechnung

Im folgenden Abschnitt werden einige Umrechnungstabellen für verschiedene Temperaturwerte und -Einheiten angegeben.

Temperaturskalen

Übersicht über die klassischen Temperaturskalen
Einheit Einheiten­zeichen unterer Fixpunkt F1 oberer Fixpunkt F2 Wert der Einheit Erfinder Jahr der Ent­ste­hung Verbrei­tungs­gebiet
Kelvin K Absoluter Nullpunkt,
T0 = 0 K
ohne Fixpunkt   2019 weltweit
(SI-Einheit)
TTri(H2O) = 273,16 K[Anm 1]   1948
  William Thomson Baron Kelvin 1848
Grad Celsius °C 0 °C = 273,15 K Kopplung an Kelvin   1948 weltweit (abgelei­tete SI-Einheit)
TSchm(H2O) = 0 °C TSied(H2O) = 100 °C   Anders Celsius 1742
Grad Fahrenheit °F 32 °F = 273,15 K Kopplung an Kelvin   1948 USA
TSchm(H2O) = 32 °F TSied(H2O) = 212 °F   1893
TKältem. = 0 °F,
TMensch = 96 °F,[Anm 2]   Daniel Fahrenheit 1714
Grad Rankine °Ra, °R T0 = 0 °Ra Jetzt Kopplung an Kelvin   William Rankine 1859 USA
Grad Delisle °De, °D TSchm(H2O) = 150 °De TSied(H2O) = 0 °De   Joseph-Nicolas Delisle 1732 Russland (19. Jhd.)
Grad Réaumur °Ré, °Re, °R TSchm(H2O) = 0 °Ré TSied(H2O) = 80 °Ré   René-Antoine Ferchault de Réaumur 1730 Westeuropa bis Ende 19. Jhd.
Grad Newton °N TSchm(H2O) = 0 °N TSied(H2O) = 33 °N   Isaac Newton ≈ 1700 keines
Grad Rømer °Rø TSchm(Lake) = 0 °Rø[Anm 3] TSied(H2O) = 60 °Rø   Ole Rømer 1701 keines
Anmerkungen zur Tabelle:
  1. TTri(H2O) liegt seit der Neudefinition im Mai 2019 bei 273,16 K mit einer relativen Unsicherheit von 3,7·10−7 laut Le Système international d’unités. 9e édition, 2019 (die sogenannte „SI-Broschüre“, französisch und englisch), S. 21 und 133.
  2. Ursprünglich genutzt wurde die Temperatur einer Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz (−17,8 °C) und die vermeintliche „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ (35,6 °C)
  3. Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

Temperaturumrechnung

Umrechnung zwischen den Temperatureinheiten
→ von → Kelvin
(K)
Grad Celsius
(°C)
Grad Fahrenheit
(°F)
Grad Rankine
(°Ra)
↓ nach ↓
TKelvin = TK TC + 273,15 (TF + 459,67) · 59 TRa · 59
TCelsius = TK − 273,15 TC (TF − 32) · 59 TRa · 59 − 273,15
TFahrenheit = TK · 1,8 − 459,67 TC · 1,8 + 32 TF TRa − 459,67
TRankine = TK · 1,8 TC · 1,8 + 491,67 TF + 459,67 TRa
TRéaumur = (TK − 273,15) · 0,8 TC · 0,8 (TF − 32) · 49 TRa · 49 − 218,52
TRømer = (TK − 273,15) · 2140 + 7,5 TC · 2140 + 7,5 (TF − 32) · 724 + 7,5 (TRa − 491,67) · 724 + 7,5
TDelisle = (373,15 − TK) · 1,5 (100 − TC) · 1,5 (212 − TF) · 56 (671,67 − TRa) · 56
TNewton = (TK − 273,15) · 0,33 TC · 0,33 (TF − 32) · 1160 (TRa − 491,67) · 1160
→ von → Grad Réaumur
(°Ré)
Grad Rømer
(°Rø)
Grad Delisle
(°De)
Grad Newton
(°N)
↓ nach ↓
TKelvin = T · 1,25 + 273,15 (T − 7,5) · 4021 + 273,15 373,15 − TDe · 23 TN · 10033 + 273,15
TCelsius = T · 1,25 (T − 7,5) · 4021 100 − TDe · 23 TN · 10033
TFahrenheit = T · 2,25 + 32 (T − 7,5) · 247 + 32 212 − TDe · 1,2 TN · 6011 + 32
TRankine = T · 2,25 + 491,67 (T − 7,5) · 247 + 491,67 671,67 − TDe · 1,2 TN · 6011 + 491,67
TRéaumur = T (T − 7,5) · 3221 80 − TDe · 815 TN · 8033
TRømer = T · 2132 + 7,5 T 60 − TDe · 0,35 TN · 3522 + 7,5
TDelisle = (80 − T) · 1,875 (60 − T) · 207 TDe (33 − TN) · 5011
TNewton = T · 3380 (T − 7,5) · 2235 33 − TDe · 0,22 TN

Temperaturvergleich

Fixpunkte gebräuchlicher Temperaturskalen
Kelvin °Celsius °Fahrenheit °Rankine
Siedepunkt des Wassers bei Normaldruck  373,150 K 100,000 °C 212,000 °F 671,670 °Ra
Körpertemperatur des Menschen“ nach Fahrenheit 308,705 K 35,555 °C 96,000 °F 555,670 °Ra
Tripelpunkt des Wassers 273,160 K 0,010 °C 32,018 °F 491,688 °Ra
Gefrierpunkt des Wassers bei Normaldruck 273,150 K 0,000 °C 32,000 °F 491,670 °Ra
Kältemischung aus Wasser, Eis und NH4Cl 255,372 K −17,777 °C 0,000 °F 459,670 °Ra
absoluter Nullpunkt 0 K −273,150 °C −459,670 °F 0 °Ra

Die Fixpunkte, mit denen die Skalen ursprünglich definiert wurden, sind farblich hervorgehoben und exakt in die anderen Skalen umgerechnet. Heute haben sie ihre Rolle als Fixpunkte verloren und gelten nur noch näherungsweise. Allein der absolute Nullpunkt hat weiterhin exakt die angegebenen Werte.

Siehe auch