Physikalische Grundlagen

Physikalische Grundlagen der Messgröße Temperatur

Wenn ein Physiker von Temperatur spricht, meint er damit das Maß der Energie, die einem Körper innewohnt. Diese Energie besitzt ein Körper aufgrund der ungeordneten Bewegung seiner Atome oder Moleküle. Bewegen sich die Teilchen schneller, dann steigt auch die Temperatur. Die Temperatur ist also eine Zustandsgröße. Zusammen mit Größen wie Masse, Wärmekapazität und anderen beschreibt Temperatur den Energieinhalt eines Körpers oder, wie es physikalisch oft ausgedrückt wird, eines Systems.

Oder ganz kurz:

  • Zufuhr von Wärmeenergie führt zu Zunahme der Teilchengeschwindigkeit: Temperatur steigt
  • Entziehen von Wärmeenergie führt zu Abnahme der Teilchengeschwindigkeit: Temperatur sinkt

Besitzt ein Körper keine Wärmeenergie mehr, so befinden sich seine Moleküle im Ruhezustand. Dieser Zustand ist real nicht erreichbar. Er wird als der absolute Nullpunkt bezeichnet, weil es keinen energieärmeren Zustand gibt. Man ordnet ihm den Wert 0 K (Kelvin) zu. Deshalb ist die Kelvin-Temperatur eine stets positive Größe.

Man könnte die Temperatur durchaus direkt in Energieeinheiten messen. Aber die Angabe der Temperatur in Graden hat eine lange Tradition und ist fest in der Physik verankert. Deshalb ist es aus praktischen Gründen bis heute dabei geblieben.

Schema Temperatur und Wärmeenergie

Merke:

Die Temperatur wird in Kelvin (K) angegeben und für den täglichen Gebrauch in Grad Celsius (°C) bzw. in Fahrenheit (°F) (USA und andere) gemessen.

Bei Temperaturdifferenzen wird unter Experten immer in Kelvin gesprochen.

  • Umrechnung: 1K º 1°C = 9/5 °F
  • Umrechnungsformeln nach DIN 1345:
  • tC = 5/9 (tF - 32) = TK - 273,15
    TK = 273,15 + tC
    tF = 1,8 tC + 32
Schema Kelvin, Celsius, Fahrenheit

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