Wie rechnet man Celsius in Kelvin um?
Was ist Temperatur?
Die Temperatur ist die Intensität der Hitze oder Kälte eines Objekts. Die thermodynamische Temperatur kann als Maß für die kinetische Energie von Molekülen (oder Atomen) des Objekts definiert werden. Je schneller sich die Moleküle in einem Objekt bewegen, desto höher sind im Allgemeinen die kinetische Energie und die Temperatur.
Ein weiterer Ansatz zur Definition der Temperatur besteht darin, zwei Objekte zu betrachten, die aus verschiedenen Metallen bestehen (Wärmeleiter). Wenn diese Objekte lange genug in Kontakt bleiben, erreichen sie einen Zustand des „thermischen Gleichgewichts“. Gleichgewicht bedeutet, dass die Objekte keine Netto (Wärme) energie mehr aufeinander übertragen. Wir würden dann sagen, dass die angegebenen zwei Objekte die gleiche Temperatur haben. Dies ist die Eigenschaft, mit der die Temperatur gemessen werden kann. Wenn wir ein Thermometer in Kontakt mit dem Objekt halten (dessen Temperatur ermittelt werden soll), kann die Temperatur des Objekts bestimmt werden, wenn das Gleichgewicht erreicht ist. Bei sehr heißen, sich bewegenden oder weit entfernten Objekten verwenden wir im Allgemeinen die Intensität der Infrarotstrahlung (Wärme), um die Temperatur zu messen. Wissenschaftler haben auch Thermometer entwickelt, die die Schallgeschwindigkeit in Gas messen.
Temperaturskalen
Drei häufig verwendete Temperaturskalen sind Celsius (C), Fahrenheit (F) und Kelvin (K). Eine vierte Skala, die Rankine (R), wird für einige technische Zwecke verwendet. Auf dieser Skala ist die Gradgröße dieselbe wie auf der Fahrenheit-Skala und ihre Null ist die absolute Null. Der Kelvin ist die Basiseinheit der Temperatur im Internationalen Einheitensystem (SI).
Die Celsius-Skala
Die Celsius-Skala wurde von einem schwedischen Astronomen, Anders Celsius, erfunden. In dieser Skala wird die Differenz zwischen den Temperaturen des Gefrierpunkts und des Siedepunkts von Wasser in 100 Einheiten oder Grad geteilt. Der Gefrierpunkt wird auf 0 Grad Celsius und der Siedepunkt auf 100 Grad Celsius eingestellt, beide bei normalem Luftdruck. Diese Skala wird oft als Celsius-Skala bezeichnet, da der Abstand zwischen den beiden definierten Punkten (Gefrier- und Schmelzpunkt von Wasser) 100 Grad beträgt.
Die Kelvin-Skala
Wenn Materialien abgekühlt werden, verlieren sie Wärme und ihre Temperatur sinkt. Theoretisch können wir ein Objekt so lange abkühlen, bis keine Wärme mehr abgegeben werden kann. Die Temperatur an diesem Punkt wird als absoluter Nullpunkt bezeichnet. Die Null der Kelvin-Skala wird an dieser Stelle gesetzt. Da es keine Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt gibt, weist die Kelvin-Skala keine negativen Temperaturen auf. In dieser Skala beträgt der Gefrierpunkt von Wasser 273, 15 K und sein Siedepunkt 373, 15 K.
Umrechnung zwischen Celsius und Kelvin
Sowohl in der Kelvin- als auch in der Celsius-Skala beträgt der Unterschied zwischen dem Gefrierpunkt von Wasser und seinem Siedepunkt 100 Einheiten. Daher kann man 1 K = 1 Grad Celsius sagen. Die Ausgangspunkte beider Skalen sind jedoch unterschiedlich. Die Kelvin-Skala beginnt beim absoluten Nullpunkt, und in dieser Skala gefriert das Wasser bei 273, 15 K. Auf der Celsius-Skala wird dagegen beim Gefrierpunkt des Wassers der Nullpunkt (0 Grad Celsius) eingestellt. Um die beiden Skalen gleichzusetzen, sagen wir: Gefrierpunkt von Wasser = 273 K = 0 Grad Celsius. Das heißt, K = C + 273, 15 oder C = K - 273, 15.
