TEMPERATURSKALEN
CELSIUS - SKALA
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Interessieren wir uns für das Wetter und wir hören dass die Thermometersäule morgen auf 34° klettern wird, wissen wir, dass wir bei der Arbeit schwitzen werden und dass es zum Baden ideal sein wird. Nicht immer können wir uns für eines der beiden frei entscheiden. Aber auf Grund der einheitlichen Temperaturangaben in unserem Lebensbereich könnten wir es, wenn wir könnten. Im Alltag ist es es nicht erforderlich zu sagen, um welche Temperaturskala es sich dabei handelt. Anders in Physik oder Technik. Die Aussage um welche Temperaturskala es sich handelt erfolgt bereits durch das Formelzeichen. Ein falsches Formelzeichen liefert daher zwangsläufig durch eine Falschaussage ein falsches Ergebnis.
Der schwedische Physiker Anders Celsius schlug zur Temperaturmessung ein mit Quecksilber gefülltes Flüssigkeits-Thermometer mit den Fundamentalpunkten des schmelzenden Eises und des verdampfenden Wassers vor. Den Fundamentalabstand zwischen diesen beiden Punkten teilte er in hundert gleiche Teile. Die so erhaltene Gradeinteilung wird nach dem Entdecker in Celsius-Graden angegeben. Diese Art der Temperaturangabe wird mit t oder mit dem griechischen Buchstaben J (Theta) bezeichnet. Die Celsius- Temperatur ist eine rein empirische Temperaturskala, welche aber durch einen glücklichen Zufall für Temperaturdifferenzen innerhalb des definierten Bereichs mit der thermodynamischen Temperatur identisch ist. Die Einheit Grad Celsius ist nicht die Basiseinheit der Temperatur.
Es gilt:
Die Einheit der empirischen Temperaturskala ist das Grad Celsius (°C). Unter 1°C versteht man den hundertsten Teil des Temperaturunterschiedes zwischen dem Eispunkt und dem Siedepunkt des Wassers, wobei ein Quecksilberthermometer zugrunde gelegt wird.
bereich
Die mit Hilfe des Quecksilberthermometer bestimmte Celsius -Temperaturskala ist nur für einen begrenzten Temperaturbereich realisierbar. Außerhalb dieses Bereiches ist die Celsius - Temperatur völlig unbestimmt.
igkeit
Mit dieser Festlegung ist eine für die Zwecke des Alltags und den meisten Belangen der Technik und Wissenschaft ausreichende Definition der Temperaturskala gegeben. Wenn es sich um Messungen mit großer Genauigkeit handelt, sind präzisere Definitionen erforderlich (siehe thermodynamische Temperatur).
Die auf einem Quecksilberthermometer basierende Celsius-Temperatur und die thermodynamische Temperatur können praktisch als übereinstimmend betrachtet werden.
Die Kalibrierung erfolgt in folgender Weise:
Das Thermometer wird so lange in eine Mischung von Eis und Wasser gebracht, bis thermisches Gleichgewicht eingetreten ist. Der dann vorliegende Stand des Thermometers wird als der Eispunkt bezeichnet.
Eis und Wasser
Als Eispunkt wird die Gleichgewichtstemperatur zwischen Eis und luftgesättigtem Wasser bei dem Luftdruck von 101 325 Pa bezeichnet.
Der Siedepunkt wird festgelegt, indem das Thermometer in engen Kontakt mit dem Dampf über siedendem Wasser gebracht wird.
Siedender Dampf
Als Siedepunkt wird die Gleichgewichtstemperatur zwischen siedendem Wasser und seinem Dampf bei dem Luftdruck von 101 325 Pa bezeichnet.
Celsius