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
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:
|
Temperaturumrechnung
→ von → | Kelvin (K) |
Grad Celsius (°C) |
Grad Fahrenheit (°F) |
Grad Rankine (°Ra) | |
---|---|---|---|---|---|
↓ nach ↓ | |||||
TKelvin | = | TK | TC + 273,15 | (TF + 459,67) · 5⁄9 | TRa · 5⁄9 |
TCelsius | = | TK − 273,15 | TC | (TF − 32) · 5⁄9 | TRa · 5⁄9 − 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) · 4⁄9 | TRa · 4⁄9 − 218,52 |
TRømer | = | (TK − 273,15) · 21⁄40 + 7,5 | TC · 21⁄40 + 7,5 | (TF − 32) · 7⁄24 + 7,5 | (TRa − 491,67) · 7⁄24 + 7,5 |
TDelisle | = | (373,15 − TK) · 1,5 | (100 − TC) · 1,5 | (212 − TF) · 5⁄6 | (671,67 − TRa) · 5⁄6 |
TNewton | = | (TK − 273,15) · 0,33 | TC · 0,33 | (TF − 32) · 11⁄60 | (TRa − 491,67) · 11⁄60 |
→ von → | Grad Réaumur (°Ré) |
Grad Rømer (°Rø) |
Grad Delisle (°De) |
Grad Newton (°N) | |
↓ nach ↓ | |||||
TKelvin | = | TRé · 1,25 + 273,15 | (TRø − 7,5) · 40⁄21 + 273,15 | 373,15 − TDe · 2⁄3 | TN · 100⁄33 + 273,15 |
TCelsius | = | TRé · 1,25 | (TRø − 7,5) · 40⁄21 | 100 − TDe · 2⁄3 | TN · 100⁄33 |
TFahrenheit | = | TRé · 2,25 + 32 | (TRø − 7,5) · 24⁄7 + 32 | 212 − TDe · 1,2 | TN · 60⁄11 + 32 |
TRankine | = | TRé · 2,25 + 491,67 | (TRø − 7,5) · 24⁄7 + 491,67 | 671,67 − TDe · 1,2 | TN · 60⁄11 + 491,67 |
TRéaumur | = | TRé | (TRø − 7,5) · 32⁄21 | 80 − TDe · 8⁄15 | TN · 80⁄33 |
TRømer | = | TRé · 21⁄32 + 7,5 | TRø | 60 − TDe · 0,35 | TN · 35⁄22 + 7,5 |
TDelisle | = | (80 − TRé) · 1,875 | (60 − TRø) · 20⁄7 | TDe | (33 − TN) · 50⁄11 |
TNewton | = | TRé · 33⁄80 | (TRø − 7,5) · 22⁄35 | 33 − TDe · 0,22 | TN |
Temperaturvergleich
Kelvin | °Celsius | °Fahrenheit | °Rankine | |
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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.