Grad Celsius

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Dieser Artikel befasst sich mit der Maßeinheit der Temperatur; zu anderen Bedeutungen siehe Celsius (Begriffsklärung).

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

Definition

Für die Zahlenwerte einer Celsius-Temperatur und der entsprechenden thermodynamischen Temperatur gilt folgende Beziehung:

<math>\left\{ \vartheta_{\rm Grad \, Celsius} \right\} = \left\{ T_{\rm Kelvin} \right\} - 273{,}15 </math>

Die geschweiften Klammern bezeichnen dabei nur die Zahlenwerte, und zwar bei Verwendung der Einheiten Grad Celsius oder Kelvin.

Bei der in Celsius gemessenen Temperatur handelt es sich um dieselbe Temperatur, wenn diese in Kelvin oder einer anderen Temperatureinheit gemessen wird. Es gilt daher:

<math>T = \vartheta_{\rm Grad \, Celsius} = T_{\rm Kelvin} = \ldots</math>

Das bedeutet, dass Wert einer zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten Punkt herrschenden Temperatur in Grad Celsius, Kelvin oder einer anderen Temperatureinheit angegeben werden kann. Allerdings müssen die Zahlenwerte dann jeweils umgerechnet werden (siehe auch im Abschnitt „Umrechnung“).

Nach Regeln der Organe der internationalen Meterkonvention darf der Grad Celsius auch zusammen mit SI-Vorsätzen benutzt werden, nach deutschem Einheitenrecht jedoch nicht; diese Regelung wurde nicht in die nationale deutsche Normung des DIN (DIN 1301-1, DIN 1345) übernommen.

Durch die Neudefinition der Celsius Skala über die Kelvin Skala ist der Schmelz- und Siedepunkt von Wasser nicht mehr genau 0 °C und 100 °C, sondern ungefähr 0,002519 °C und 99,9839 °C (99,9743 °C nach ITS-90). ^[1]

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, d. h. einem Luftdruck von 1013,25 hPa oder 760 mm_Hg. Der Bereich zwischen diesen Fixpunkten, gemessen mit einem Quecksilberthermometer, ist in 100 „Grad“ genannte gleich lange Abschnitte eingeteilt, was auch zu der historischen Bezeichnung des „hundertteiligen Thermometers“ geführt hat.

Eine etwas andere Darstellung findet sich in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) des DIN. Dort wird eine besondere Größen-Benennung „Celsius-Temperatur“ eingeführt; sie ist demnach 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.“

Anders Celsius bezeichnete ursprünglich, umgekehrt als heute üblich, die Gefrierpunktstemperatur mit 100° und die Siedepunktstemperatur mit 0°. Kurz nach seinem Tod wurden die Temperaturwerte der beiden Fixpunkte getauscht.^[2]

Formelzeichen für thermodynamische Temperatur und Celsius-Temperatur

Als Formelzeichen für die Celsius-Temperatur ist das <math>\vartheta</math> (selten auch <math>\theta</math>) (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.

Siehe auch: Formelzeichen für Thermodynamik und Wärmeübertragung

Temperaturdifferenz

Die Temperaturdifferenz <math>\Delta \vartheta</math> ist der Unterschied in der Temperatur von zwei Messpunkten <math>\varphi \,</math>, die sich in der Zeit und/oder räumlichen Position unterscheiden.

Als Einheit für Temperaturdifferenzen wird das Kelvin (wegen des SI-Systems) vom DIN in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) empfohlen; allerdings räumt das DIN dort ein: „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 Temperatur-Differenzen stimmen bei der Verwendung der Einheit Kelvin oder Grad Celsius überein:

<math>\Delta \vartheta_{\rm Grad \, Celsius} = \Delta T_{\rm Kelvin}</math>

<math>\left\{ \Delta \vartheta_{\rm Grad \, Celsius} \right\} = \left\{ \Delta T_{\rm Kelvin} \right\}</math>

Umrechnung

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

Temperaturskalen

*    Ursprünglich über Celsius-Skala definiert (Temperaturunterschied 1 K ≡ 1 °C)
**   Traditionelle Fixpunkte; ursprünglich umgekehrt (ähnlich wie Delisle-Skala); heute über Kelvin-Skala definiert (Temperaturunterschied 1 °C ≡ 1 K)
***  Genutzt wurde die Temperatur einer Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz (−17,8 °C) und die „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ (35,6 °C)
**** Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C)

Temperaturumrechnung

Temperaturvergleich

Quellen

1. ↑ http://www.lsbu.ac.uk/water/data.html#c1
2. ↑ Anders Celsius (1701-1744) (englisch) – Biographie über Anders Celsius, von „The Uppsala Astronomical Observatory“

an:Graus Celsius ar:درجة حرارة مئوية az:Selsi şkalası be-x-old:Градус Цэльсія bn:সেলসিয়াস br:Derez Celsius bs:Celzijus (jedinica) ca:Grau Celsius cs:Stupeň Celsia da:Celsius en:Celsius eo:Grado celsia es:Grado Celsius et:Celsiuse skaala eu:Celsius gradu fa:سلسیوس fi:Celsiusaste fr:Degré Celsius gl:Celsius he:מעלות צלזיוס hi:सेल्सियस hr:Celzijev stupanj hu:Celsius-skála id:Celsius is:Selsíus it:Celsius ja:セルシウス度 jbo:jacke'o ko:섭씨 lb:Grad Celsius lt:Celsijus lv:Celsija grāds mr:सेल्सियस nds:Grad Celsius nds-nl:Celsius nl:Celsius nn:Celsius no:Celsiusskalaen pl:Skala Celsjusza pt:Grau Celsius ru:Градус Цельсия simple:Celsius sk:Stupeň Celzia sl:Celzijeva temperaturna lestvica sr:Целзијус (јединица) su:Celsius sv:Grad Celsius sw:Selsiasi ta:செல்சியசு th:องศาเซลเซียส tr:Celsius (ölçek) uk:Градус Цельсія ur:درجۂ صد vi:Độ Celsius vls:Celsius wuu:摄氏温标 zh:摄氏温标 zh-min-nan:Liap-sī zh-yue:攝氏