Einstieg — Dieselbe Temperatur, drei Zahlen
100, 373,15 und 212 — drei Zahlen für ein und dasselbe: kochendes Wasser.
Warum es überhaupt mehrere Skalen gibt:
- Alltag hier:Wer in Deutschland vom Wetter spricht, meint Grad Celsius.
- Alltag dort:In den USA läuft dieselbe Wettervorhersage in Grad Fahrenheit.
- In Formeln:In einer physikalischen Formel steht fast immer Kelvin.
- Unterschied:Alle drei beschreiben denselben Zustand, zählen aber von verschiedenen Nullpunkten und in verschieden großen Schritten.
- Deshalb gehört die Einheit immer dazu: 300 K sind angenehme 27 °C, 300 °C sind glühend heiß.
Erklärung — Die drei Temperatur-Skalen
Jede Skala hat ein eigenes Formelzeichen, eine eigene Einheit und einen eigenen Nullpunkt.
| Celsius-Skala | Kelvin-Skala | Fahrenheit-Skala | |
|---|---|---|---|
| Formelzeichen | TC | TK | TF |
| Einheit | Grad Celsius (°C) | Kelvin (K) | Grad Fahrenheit (°F) |
| Siedepunkt von Wasser | 100 °C | 373,15 K | 212 °F |
| Gefrierpunkt von Wasser | 0 °C | 273,15 K | 32 °F |
| Absoluter Nullpunkt | −273,15 °C | 0 K | −459,67 °F |
Was die drei Skalen unterscheidet
- Celsius:Nimmt Wasser als Maßstab: 0 °C beim Gefrieren, 100 °C beim Sieden. Praktisch, aber mit negativen Werten.
- Kelvin:Beginnt am absoluten Nullpunkt — deshalb gibt es keine negativen Kelvin-Werte.
- Schrittweite:1 K ist genauso groß wie 1 °C, und Kelvin schreibt man ohne Gradzeichen.
- Fahrenheit:Anderer Nullpunkt und andere Schrittweite: zwischen Gefrier- und Siedepunkt liegen 180 statt 100 Schritte.
- Ein Fahrenheit-Schritt ist damit kleiner als ein Celsius-Schritt.
Das Wichtigste zum Vergleich von Celsius und Kelvin:
- Celsius und Kelvin sind gleich groß und nur um 273,15 gegeneinander verschoben.
- Bei Differenzen darfst du °C und K tauschen: 20 °C Erwärmung sind 20 K Erwärmung.
- Bei Temperaturen gilt das nicht: 20 °C sind 293,15 K und ganz sicher nicht 20 K.
Temperatur in Kelvin (K), ohne Gradzeichen geschrieben.
Temperatur in Grad Celsius (°C).
Abstand der beiden Nullpunkte; die Schrittweite ist bei beiden Skalen gleich.
Interaktiv: Drei Skalen nebeneinander
Drei Thermometer, eine Temperatur — alle drei Anzeigen bewegen sich gemeinsam. Die farbigen Marken zeigen die drei Fixpunkte aus der Tabelle.
Celsius und Kelvin ändern sich immer um denselben Betrag — der Abstand von 273,15 bleibt konstant. Die Fahrenheit-Zahl dagegen wächst schneller, weil ein Fahrenheit-Schritt kleiner ist.
Hinweise — Schreibweisen, die man sich merken sollte
Auf die Schreibweise achten:
Kelvin schreibt man ohne Gradzeichen: richtig ist 300 K, falsch ist „300 °K“.
Vor die Einheit gehört ein Leerzeichen: 20 °C, nicht „20°C“.
Formelzeichen bekommen einen Index: TC, TK, TF — so ist die Skala immer klar.
Zwei Dinge, die in der Arbeit oft zählen:
- Absoluter Nullpunkt:Er liegt bei −273,15 °C; in der Schule rundet man oft auf 273 — schreibe dann dazu, dass du rundest.
- SI-Basiseinheit:Kelvin ist die Basiseinheit der Temperatur und in Formeln die sichere Wahl, vor allem bei Gasgesetzen.
- Bei Differenzen:Dort ist die Wahl egal, weil ein Kelvin genauso groß ist wie ein Grad Celsius.