Die Kelvin-Skala

1 Einstieg

Warum die Gasgesetze Kelvin brauchen

In den Gasgesetzen steht T immer in Kelvin, nie in Grad Celsius.

Der Grund steckt im T-V-Diagramm: Die Gerade läuft durch den Ursprung.

Temperatur:Maß für die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen.
Nullpunkt:Bei T = 0 ist das Volumen 0 — dort ist wirklich nichts mehr da.
Folge:Nur eine Skala, die selbst bei null anfängt, passt zu diesem Nullpunkt.
Die Celsius-Skala beginnt dagegen erst beim Gefrierpunkt von Wasser.

Temperatur T in Kelvin

K = °C + 273,15

Kelvin (K)

SI-Einheit der Temperatur. In allen Gasgesetzen wird T in Kelvin eingesetzt.

Rückweg

°C = K − 273,15.

0 K

Absoluter Nullpunkt: Die Teilchen haben keine Bewegungsenergie mehr, tiefer geht es nicht.

2 Erklärung

Zwei Skalen, ein Abstand

Beide Skalen sind gleich fein, nur gegeneinander verschoben.

Schrittweite:1 K ist genauso groß wie 1 °C.
Verschiebung:Nur der Nullpunkt liegt anders — um genau 273,15 Einheiten.
Differenz:Eine Temperaturdifferenz ist in beiden Skalen dieselbe Zahl.
Wert:Ein Temperaturwert dagegen nicht — er muss umgerechnet werden.

Links steht die Temperatur in Kelvin, rechts in Grad Celsius — die beiden Skalen sind nur gegeneinander verschoben.

Temperatur 273 K

Kelvin273 K Celsius−0,15 °C Von Kelvin nach Celsius: −273,15. Von Celsius nach Kelvin: +273,15.

Bei 0 K stehen die Teilchen still. Weiter herunter geht es nicht — und genau deshalb gibt es keine negativen Kelvin-Werte, während die Celsius-Skala unter null einfach weiterläuft.

Umrechnung an Beispielen aus unseren Aufgaben
Situation	in °C	in K
Alpenhütte vor dem Heizen	−18 °C	255 K
Heißluftballon am Anfang	0 °C	273 K
Kühlschrank innen	5 °C	278 K
Zimmertemperatur	20 °C	293 K
Fahrradreifen in der Hitze	37 °C	310 K
Limoflasche in der Sonne	50 °C	323 K

3 Hinweise

Worauf du achten musst

Nie mit °C rechnen

Alle Gasgesetze verlangen Kelvin. Wer 0 °C einsetzt, teilt in \( \tfrac{V_1}{T_1} \) sogar durch null — richtig sind 273,15 K.

0 K ist die Grenze

Negative Kelvin-Werte gibt es nicht. Bei 0 K wäre die Bewegungsenergie der Teilchen null.

1 K = 1 °C Schrittweite

Eine Differenz von 12 K ist dasselbe wie 12 °C. Nur die absoluten Werte unterscheiden sich um 273,15.