Temperaturumrechner (°C, °F, K)
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Die Temperatur ist das Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen eines Stoffes, und die Menschheit hat mehrere verschiedene Skalen entwickelt, um sie zu quantifizieren, jede mit ihrem eigenen historischen Ursprung und Anwendungsbereich. Die Fahrenheit-Skala, 1724 vom deutschen Physiker Daniel Gabriel Fahrenheit vorgeschlagen, war die erste weithin übernommene standardisierte Temperaturskala. Fahrenheit stützte seine Skala auf drei Bezugspunkte: den Gefrierpunkt einer Salzlösung (0 °F), den Gefrierpunkt von reinem Wasser (32 °F) und eine Näherung der menschlichen Körpertemperatur (96 °F, später auf 98,6 °F korrigiert). Die Skala war im 18. Jahrhundert für Meteorologie und Medizin praktisch, doch ihre Bezugspunkte gelten heute als willkürlich. Die Celsius-Skala, 1742 vom schwedischen Astronomen Anders Celsius eingeführt und später von Carl von Linné in ihre moderne Form umgekehrt, ist an den Phasenübergängen von reinem Wasser verankert: 0 °C für das Gefrieren und 100 °C für das Sieden bei Normaldruck. Diese elegante Einfachheit machte Celsius zum wissenschaftlichen und internationalen Standard.
Beispiele
100 °C
212 °F · 373.15 K
Siedepunkt von Wasser auf Meereshöhe.
37 °C
98.6 °F
Normale menschliche Körpertemperatur.
0 °C
32 °F · 273.15 K
Gefrierpunkt von Wasser; der absolute Nullpunkt liegt bei −273,15 °C.
Häufig gestellte Fragen
Werden bei der Nutzung dieses Tools Daten an einen Server gesendet?
Wer hat die Celsius- und die Fahrenheit-Skala erfunden?
Wann verwenden Wissenschaftler Kelvin statt Celsius?
Wie lauten die exakten Umrechnungsformeln zwischen den vier Skalen?
Warum verwendet Fahrenheit so ungerade Zahlen wie 32 und 212?
Was ist der absolute Nullpunkt und kann er erreicht werden?
Gibt es eine Temperatur, bei der Celsius und Fahrenheit übereinstimmen?
Wie schneidet dies im Vergleich zum Einheitenumrechner einer Taschenrechner-App ab?
Welche Temperaturwerte sollte man auswendig kennen?
Haben Kelvin-Grade die gleiche Größe wie Celsius-Grade?
Über Temperaturumrechner (°C, °F, K)
Die Kelvin-Skala, benannt nach dem irisch-schottischen Physiker William Thomson (Lord Kelvin), der sie 1848 vorschlug, ist das Fundament der Thermodynamik. Anders als Celsius und Fahrenheit, die willkürliche Bezugspunkte verwenden, beginnt Kelvin beim absoluten Nullpunkt, der theoretischen Temperatur, bei der jede molekulare Bewegung aufhört. Der absolute Nullpunkt liegt bei 0 K, entsprechend -273,15 °C oder -459,67 °F. Da Kelvin beim physikalischen Minimum beginnt, wird es ausschließlich in wissenschaftlichen Zusammenhängen verwendet: Berechnungen der Gasgesetze, Schwarzkörperstrahlung, Kryotechnik, Astrophysik und jede Anwendung, bei der ein Verhältnis von Temperaturen sinnvoll ist. Die Rankine-Skala ist das imperiale Gegenstück zu Kelvin, beginnt am selben absoluten Nullpunkt, verwendet aber Grade in Fahrenheit-Größe, und findet sich vor allem in der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrt- sowie Thermodynamiktechnik.
Dieses Tool rechnet Temperaturen gleichzeitig zwischen allen vier Skalen um. Gib einen beliebigen Wert ein, und die übrigen drei werden sofort aktualisiert. Alle Umrechnungen sind exakt und laufen vollständig in deinem Browser ab, ohne dass ein Server beteiligt ist. Das Tool warnt dich außerdem, wenn eine Eingabe unter den absoluten Nullpunkt fällt, da keine physikalische Temperatur niedriger als 0 K sein kann.
Eine häufige Verwirrung bei Schülern ist, dass die Kelvin-Skala kein Gradzeichen trägt (du schreibst 300 K, nicht 300 °K), weil Kelvin eine absolute Skala mit einem echten Nullpunkt ist, ähnlich wie wir 5 kg und nicht 5 °kg schreiben. Eine weitere Stolperfalle ist, dass die Größe eines Kelvin-Grads einem Celsius-Grad entspricht, sodass Temperaturdifferenzen in beiden Skalen identisch sind (eine Änderung von 10 °C ist auch eine Änderung von 10 K), eine Temperatur in Celsius aber stets um 273,15 niedriger ist als ihr Kelvin-Äquivalent. Temperaturdifferenzen in Fahrenheit erfordern einen zusätzlichen Skalierungsfaktor von 9/5 gegenüber Celsius.
Salzlösung, Körperwärme und absoluter Nullpunkt: die überraschenden Ursprünge der Temperaturskalen
Daniel Gabriel Fahrenheit war ein geschickter Instrumentenbauer, und die nach ihm benannte Skala war im frühen 18. Jahrhundert schlicht deshalb ein Durchbruch, weil sie reproduzierbar war. Vor standardisierten Skalen verwendete jeder Thermometerbauer seine eigenen Bezugspunkte, und Thermometer verschiedener Hersteller waren für den wissenschaftlichen Vergleich unbrauchbar. Fahrenheit wählte drei Punkte, die er in seiner Werkstatt zuverlässig nachstellen konnte: die Temperatur einer Mischung aus Eis, Salzlösung und Salz (0 °F), den Gefrierpunkt von gewöhnlichem Wasser (32 °F) und die Temperatur des menschlichen Körpers (anfangs auf 96 °F kalibriert). Seine Quecksilberthermometer wurden zu den genauesten Instrumenten ihrer Zeit und fanden in England und den Niederlanden weite Verbreitung. Die Skala wurde erst später so angepasst, dass der Siedepunkt des Wassers genau bei 212 °F lag, wodurch sich die Körpertemperatur leicht auf die berühmten 98,6 °F verschob.
Lord Kelvin, 1824 als William Thomson in Belfast geboren, gelangte über die thermodynamische Theorie zum Konzept einer absoluten Temperaturskala. 1848 schlug er, aufbauend auf den Arbeiten von Carnot und Clausius, eine Skala vor, bei der die Null dem völligen Fehlen thermischer Energie entsprach, einem Punkt, der sich theoretisch berechnen ließ, auch wenn er physikalisch nie erreicht wurde. Die Kelvin-Skala wurde 1954 mithilfe des Tripelpunkts von Wasser (der einzigartigen Temperatur und dem Druck, bei dem Wasser, Eis und Wasserdampf koexistieren) als einzigem festen Bezugspunkt definiert, festgelegt auf genau 273,16 K. 2019 wurde die Definition erneut überarbeitet: Kelvin wird nun durch Festlegung des Werts der Boltzmann-Konstante definiert und verknüpft die Temperatur direkt mit der grundlegenden Physik der Energie auf molekularer Ebene.
Die Rankine-Skala, 1859 vom schottischen Ingenieur William John Macquorn Rankine erfunden, verbindet den Nullpunkt des Kelvin mit der Gradgröße des Fahrenheit. Sie wird in bestimmten Bereichen des US-Ingenieurwesens weiterhin verwendet, insbesondere bei thermodynamischen Berechnungen für den Luft- und Raumfahrtantrieb, wo in imperialen Einheiten ausgebildete Ingenieure sie nach wie vor natürlicher finden als Kelvin. Eine Temperatur von 0 °F entspricht 459,67 Grad Rankine, und die Standardraumtemperatur von 68 °F entspricht 527,67 °R. Außerhalb der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrt- sowie Klimatechnik begegnet einem die Rankine-Skala heute nur selten.