13 21 Wie heiß war der Big Bang? Du hast dich an diese Skala im Laufe deines Lebens gewöhnt, aber diese Einteilung ist vollkommen willkürlich. Man könnte es auch ganz anders machen – und das hat man auch. Von den anderen Skalen haben sich nur zwei durchgesetzt: Fahrenheit und Kelvin. Den Vergleich der Skalen siehst du in B 21.30. B 21.30 Einige gerundete Vergleichswerte der heute noch üblichen Temperaturskalen bei normalem Luftdruck Skala Fahrenheit Celsius Kelvin Erfinder Daniel Fahrenheit Anders Celsius William Thomson (Lord Kelvin) Jahr 1720 1742 1848 Fixpunkt 1 Körpertemperatur Mensch 100 °F Siedepunkt des Wasser 100 °C Tripelpunkt des Wassers 273,16 K Fixpunkt 2 Kältemischung 0 °F Schmelzpunkt des Eis 0 °C Absoluter Nullpunkt 0 K sprich Grad Fahrenheit Grad Celsius Kelvin T 21.1 Die drei wichtigsten Temperaturskalen im Vergleich. Der Tripelpunkt (siehe B 25.28, S. 50) liegt bei 0,01 °C! In der überwiegenden Mehrheit der Länder wird die Celsius-Skala verwendet. Anders als bei der modernen Skala ordnete Celsius ursprünglich jedoch dem Siedepunkt von Wasser den Wert 0 °C und dem Gefrierpunkt den Wert 100 °C zu. Aus heutiger Sicht sehr kurios, dass dann die Temperatur immer niedriger werden würde, je wärmer das Objekt ist. Die heute übliche Variante, bei der es genau umgekehrt ist, wurde von Carl von Linné, einem Freund von Celsius, kurz nach dessen Tod im Jahr 1744 eingeführt. Die Fahrenheit- Skala wird vor allem in den USA verwendet und ist für uns ziemlich gewöhnungsbedürftig. Die Kelvin-Skala wird in Physik und Technik verwendet. Es ist die eleganteste und schlüssigste Skala! Warum? Man kann Objekte im Prinzip beliebig stark erwärmen, weil die Bewegung der Teilchen beliebig anwachsen kann. Man kann Objekte aber nicht beliebig stark abkühlen. Warum? Siedepunkt des Wassers Körpertemperatur Gefrierpunkt des Wassers Absoluter Nullpunkt 0 K Kelvin Celsius Fahrenheit 273 K 373 K 100°C 212°F 0°C 100°F 37,8°C 32°F -273°C -460°C Je kälter, desto geringer die Teilchenbewegung. Bei einer bestimmten Temperatur bewegen sich die Teilchen gar nicht mehr. Kälter geht‘s natürlich nicht (B 21.31)! Diese tiefst mögliche aller Temperaturen nennt man den absoluten Nullpunkt und er liegt bei bitterkalten -273,15 °C. Die Kelvin-Skala fängt dort an, weshalb sie als einzige Skala keine Minusgrade hat (B 21.30). Null Kelvin, null Teilchenbewegung! Abseits von wärmenden Sternen hat es im Weltall etwa 2,7 K (-270,45 °C). Der kälteste natürliche Ort im Weltall, den man bis jetzt gefunden hat, ist der Bumerangnebel (B 21.32). Er hat 1 K (-272,15 °C). Noch kälter geht’s nur im Labor. Dort ist man inzwischen bis auf etwa ein halbes Milliardstel K (0,0000000005 K) an den absoluten Nullpunkt herangekommen. Die tiefst mögliche Temperatur von 0 K ist ein theoretischer Wert, den man niemals völlig exakt erreichen kann. B 21.32 Nach heutigem Wissensstand ist der wunderschöne Bumerangnebel der kälteste natürliche Ort im All. heiß kalt absoluter Nullpunkt -273,15°C B 21.31 Je kälter, desto geringer ist die Teilchenbewegung. Beim absoluten Nullpunkt bewegen sich die Teilchen gar nicht mehr. Kurz zusammengefasst Je geringer die Teilchenbewegung, desto geringer die Wärmeenergie und desto niedriger die Temperatur eines Gegenstandes. Am absoluten Nullpunkt bewegen sich die Teilchen gar nicht mehr. Das ist gleichzeitig der Nullpunkt der Kelvin-Skala. Sie wird in Physik und Technik verwendet. Im Alltag verwenden wir die Celsius-Skala. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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