„Grad Celsius“ – Versionsunterschied

Der Grad Celsius (fachsprachlich nur männlich, umgangssprachlich auch sächlich) ist eine Maßeinheit der Temperatur.

Geschichte

Die Celsius-Skala wurde 1742 durch den schwedischen Astronomen Anders Celsius eingeführt, nach welchem die Einheit 1948 auch benannt wurde. Die ursprüngliche Celsius-Temperaturskala verwendete als Fixpunkte die Temperaturen von Gefrier- und Siedepunkt des Wassers bei Normaldruck, das heißt einem Luftdruck von 1013,25 Hektopascal oder 760 Millimeter Quecksilbersäule. Der Bereich zwischen diesen Fixpunkten, gemessen mit einem Quecksilberthermometer, ist in 100 gleich lange Abschnitte eingeteilt, die als Grad bezeichnet sind. Dies führte zu der historischen Bezeichnung des „hundertteiligen Thermometers“.

Eine andere Definition liegt der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) des DIN zu Grunde. Es wird eine besondere Größenbenennung „Celsius-Temperatur“ eingeführt. Dies ist die Differenz der jeweiligen thermodynamischen Temperatur und der festen Bezugstemperatur 273,15 Kelvin (Einheitenzeichen: K). Weil diese Norm für Temperaturdifferenzen die Verwendung des Kelvin empfiehlt, legt sie weiterhin fest: „Bei Angabe der Celsius-Temperatur wird der Einheitenname Grad Celsius (Einheitenzeichen: °C) als besonderer Name für das Kelvin benutzt.“

Celsius bezeichnete ursprünglich die Gefrierpunktstemperatur mit 100° und die Siedepunktstemperatur mit 0°. Kurz nach seinem Tod wurden die Temperaturwerte der beiden Fixpunkte, wie noch heute üblich, getauscht.

Formelzeichen für thermodynamische Temperatur und Celsius-Temperatur

Als Formelzeichen für die Celsius-Temperatur ist das $\vartheta$ (zur Unterscheidung auch $\theta$) (Theta) und nach DIN 1345 vom Dezember 1993 das kleine t üblich und normgerecht, fälschlicherweise wird hierfür jedoch auch das große T verwendet. Eigentlich ist T für die absolute Temperatur in Kelvin vorbehalten.

→ Hauptartikel: Physikalische Größe#Thermodynamik und Wärmeübertragung

Temperaturdifferenz

Die Temperaturdifferenz $\Delta \vartheta$ ist der Unterschied in der Temperatur von zwei Messpunkten $\varphi \,$, die sich in der Zeit oder der räumlichen Position unterscheiden.

Als Einheit für Temperaturdifferenzen wird das Kelvin vom DIN in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) empfohlen, in Anpassung an das SI-System. Die DIN ergänzt dazu „Nach dem Beschluss der 13. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (1967–1968) darf die Differenz zweier Celsius-Temperaturen auch in der Einheit Grad Celsius (°C) angegeben werden.“ Im Sinne dieser Norm stellt die „Celsius-Temperatur“ die Differenz der jeweiligen thermodynamischen Temperatur und der festen Bezugstemperatur 273,15 K dar; bei Angabe der Celsius-Temperatur wird der Einheitenname Grad Celsius als besonderer Name für das Kelvin benutzt (denn für Temperaturdifferenzen empfiehlt die Norm ja an sich das Kelvin).

Die Zahlenwerte von Temperaturdifferenzen stimmen bei der Verwendung der Einheit Kelvin oder Grad Celsius überein.

$\Delta \vartheta _{\rm {Grad\,Celsius}}=\Delta T_{\rm {Kelvin}}$

Umrechnung

Im folgenden Abschnitt werden einige Umrechnungstabellen für verschiedene Temperaturwerte und -einheiten angegeben.

Temperaturskalen

Übersicht über die klassischen Temperaturskalen

Einheit	Einheiten­zeichen	unterer Fixpunkt F1	oberer Fixpunkt F2	Wert der Einheit	Erfinder	Jahr der Ent­ste­hung	Verbrei­tungs­gebiet
Kelvin	K	Absoluter Nullpunkt, T0 = 0 K	ohne Fixpunkt	$1\,\mathrm {K} =1{,}380\,649\cdot 10^{-23}{\frac {\mathrm {J} }{k_{\mathrm {B} }}}$		2019	weltweit (SI-Einheit)
			TTri(H2O) = 273,16 K	${\frac {F_{2}-F_{1}}{273{,}16}}$		1948
			$1\,\mathrm {K} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,^{\circ }\mathrm {C}$		William Thomson Baron Kelvin	1848
Grad Celsius	°C	0 °C = 273,15 K	Kopplung an Kelvin	$1\,^{\circ }\mathrm {C} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,\mathrm {K}$		1948	weltweit (abgelei­tete SI-Einheit)
		TSchm(H2O) = 0 °C	TSied(H2O) = 100 °C	${\frac {F_{2}-F_{1}}{100}}$	Anders Celsius	1742
Grad Fahrenheit	°F	32 °F = 273,15 K	Kopplung an Kelvin	$1{,}80\,^{\circ }\mathrm {F} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,\mathrm {K}$		1948	USA
		TSchm(H2O) = 32 °F	TSied(H2O) = 212 °F	${\frac {F_{2}-F_{1}}{180}}$		1893
		TKältem. = 0 °F,	TMensch = 96 °F,	${\frac {F_{2}-F_{1}}{96}}$	Daniel Fahrenheit	1714
Grad Rankine	°Ra, °R	T0 = 0 °Ra	Jetzt Kopplung an Kelvin	$1\,^{\circ }\mathrm {Ra} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,^{\circ }\mathrm {F}$	William Rankine	1859	USA
Grad Delisle	°De, °D	TSchm(H2O) = 150 °De	TSied(H2O) = 0 °De	${\frac {F_{1}-F_{2}}{150}}$	Joseph-Nicolas Delisle	1732	Russland (19. Jhd.)
Grad Réaumur	°Ré, °Re, °R	TSchm(H2O) = 0 °Ré	TSied(H2O) = 80 °Ré	${\frac {F_{2}-F_{1}}{80}}$	René-Antoine Ferchault de Réaumur	1730	Westeuropa bis Ende 19. Jhd.
Grad Newton	°N	TSchm(H2O) = 0 °N	TSied(H2O) = 33 °N	${\frac {F_{2}-F_{1}}{33}}$	Isaac Newton	≈ 1700	keines
Grad Rømer	°Rø	TSchm(Lake) = 0 °Rø	TSied(H2O) = 60 °Rø	${\frac {F_{2}-F_{1}}{60}}$	Ole Rømer	1701	keines
Anmerkungen zur Tabelle:

Temperaturvergleich

Fixpunkte gebräuchlicher Temperaturskalen

	Kelvin	°Celsius	°Fahrenheit	°Rankine
Siedepunkt des Wassers bei Normaldruck	373,150 K	100,000 °C	212,000 °F	671,670 °Ra
„Körpertemperatur des Menschen“ nach Fahrenheit	308,705 K	35,555 °C	96,000 °F	555,670 °Ra
Tripelpunkt des Wassers	273,160 K	0,010 °C	32,018 °F	491,688 °Ra
Gefrierpunkt des Wassers bei Normaldruck	273,150 K	0,000 °C	32,000 °F	491,670 °Ra
Kältemischung aus Wasser, Eis und NH4Cl	255,372 K	−17,777 °C	0,000 °F	459,670 °Ra
absoluter Nullpunkt	0 K	−273,150 °C	−459,670 °F	0 °Ra

Die Fixpunkte, mit denen die Skalen ursprünglich definiert wurden, sind farblich hervorgehoben und exakt in die anderen Skalen umgerechnet. Heute haben sie ihre Rolle als Fixpunkte verloren und gelten nur noch näherungsweise. Allein der absolute Nullpunkt hat weiterhin exakt die angegebenen Werte.