Umrechnung von Celsius in Kelvin

Informationen über Celsius (°C)

Das Grad Celsius ist eine Temperatureinheit auf einer Skala, auf der Wasser bei 0 gefriert und bei 100 unter normalem Luftdruck siedet. Ihr Zeichen ist das Gradzeichen gefolgt von C. Sie ist die alltägliche Temperatureinheit fast aller Länder der Welt, und ihr Grad ist genau so groß wie das Kelvin.

Anders Celsius schlug die Skala 1742 mit umgekehrten Zahlen vor: 0 für den Siedepunkt des Wassers und 100 für den Gefrierpunkt. Ob Celsius selbst, Carl von Linné oder der Instrumentenbauer Daniel Ekström sie umdrehte, ist strittig, doch die Umkehrung geschah wenige Jahre nach seinem Tod, und seither steigt die Skala aufwärts. Zwei Jahrhunderte lang hieß sie Celsius-Skala nach dem Hundertteiligen, und 1948 wurde sie nach Celsius benannt, auch weil centigrade in der französischen und spanischen Vermessung bereits ein Hundertstel eines rechten Winkels bezeichnete.

Die heutige Definition nimmt auf Wasser überhaupt keinen Bezug mehr. Die Celsius-Skala wird vom Kelvin abgeleitet, wobei null Grad Celsius auf genau 273,15 Kelvin gesetzt ist und das Kelvin selbst seit 2019 über die Boltzmann-Konstante festliegt. Gefrier- und Siedepunkt des Wassers sind jetzt Messergebnisse und keine Definitionen, und keiner von beiden fällt unter allen Bedingungen genau auf 0 oder 100.

Die Vereinigten Staaten sind das einzige große Land, das Wetter in Fahrenheit meldet, und selbst dort arbeiten die Wissenschaften in Celsius. Körpertemperatur, Kochen, Wetter und industrielle Prozessführung nutzen die Einheit, und ihre beiden Ankerpunkte sind einprägsam genug, dass die meisten Menschen eine unbekannte Temperatur ohne Umrechnung einschätzen können.

Ein grammatischer Unterschied trägt hier eine wirkliche Bedeutung. Eine Temperatur wird in Grad Celsius geschrieben, ein Unterschied zweier Temperaturen aber in Kelvin, denn beide Skalen teilen dasselbe Intervall und weichen nur darin ab, wo die Null liegt. Wärmerechnungen geben die spezifische Wärmekapazität daher in Joule je Kilogramm und Kelvin an, selbst wenn die Temperaturen selbst in Celsius genannt werden, und ein Anstieg um fünf Grad Celsius ist ein Anstieg um genau fünf Kelvin. Die Regel wirkt spitzfindig, bis eine Rechnung eine absolute Temperatur mit einer Temperaturdifferenz mischt; dann ist ihr Auseinanderhalten das Einzige, was einen Versatz von 273,15 aus der Rechnung fernhält.

Null Grad Celsius entspricht 273,15 Kelvin oder 32 Grad Fahrenheit, und eine Änderung um ein Grad Celsius entspricht einer Änderung um 1,8 Grad Fahrenheit.

Informationen über Kelvin (°K)

Das Kelvin ist die Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur im Internationalen Einheitensystem. Sein Zeichen ist K, geschrieben ohne Gradzeichen und ohne das Wort Grad, sodass Temperaturen als 300 Kelvin und nicht als 300 Grad Kelvin angegeben werden.

Sein Nullpunkt ist der absolute Nullpunkt, die Temperatur, bei der die thermische Bewegung der Teilchen ihr quantenmechanisches Minimum erreicht. Kälter geht es nicht, was das Kelvin zu einer absoluten und nicht zu einer relativen Skala macht. Diese Eigenschaft zählt in der Physik, weil Verhältnisse dadurch sinnvoll werden: ein Gas bei 600 Kelvin hat die doppelte absolute Temperatur eines Gases bei 300, eine Aussage, die schlicht falsch ist, wenn man dieselben Temperaturen in Celsius oder Fahrenheit schreibt.

Die Größe des Kelvins ist identisch mit der des Grades Celsius, sodass Temperaturdifferenzen in beiden zahlenmäßig gleich ausfallen. Nur der Versatz unterscheidet sich, und er beträgt genau 273,15. William Thomson, der spätere Lord Kelvin, schlug die absolute Skala 1848 vor und folgerte aus Carnots Arbeiten über Wärmekraftmaschinen, dass es eine von jedem einzelnen Stoff unabhängige thermodynamische Temperatur geben müsse.

Seit 2019 ist das Kelvin definiert, indem die Boltzmann-Konstante auf genau 1,380649 mal zehn hoch minus dreiundzwanzig Joule je Kelvin festgelegt wird. Die frühere Definition nutzte den Tripelpunkt des Wassers, einen realen physikalischen Fixpunkt, der gleichwohl von der Isotopenzusammensetzung der Probe abhängt. Kryotechnik, Astronomie, Spektroskopie sowie die Farbtemperatur in Fotografie und Beleuchtung nutzen die Einheit, weshalb eine warmweiße Lampe mit 2700 K und Tageslicht mit 5500 K angeboten wird.

Ganze Fachgebiete leben an bestimmten Punkten der Skala. Die kosmische Hintergrundstrahlung liegt bei 2,725 Kelvin, der Siedepunkt flüssigen Heliums bei 4,2, und Supraleiter älterer Art arbeiten unter etwa 20 — darum brauchen sie Helium statt Stickstoff. Flüssiger Stickstoff siedet bei 77 Kelvin und ist billig, sodass die Entdeckung von Werkstoffen, die oberhalb dieser Marke supraleiten, im Jahr 1986 veränderte, was praktisch machbar war. Am anderen Ende brennt eine Glühlampe nahe 2800 Kelvin, die Sonnenoberfläche liegt bei 5800 und ihr Kern erreicht fünfzehn Millionen. Dies alles auf einer einzigen Skala mit physikalischem Nullpunkt auszudrücken ist es, was solche Vergleiche sinnvoll macht.

Null Kelvin entspricht minus 273,15 Grad Celsius, und 273,15 Kelvin entsprechen 0 Grad Celsius.