Temperatur

Übersicht

Temperatur misst die mittlere kinetische Energie der Teilchen in einem System und bestimmt die Richtung des Wärmeflusses — Wärme fließt stets von einem wärmeren Körper zu einem kälteren, bis ein Gleichgewicht erreicht ist.

Im Ingenieurwesen werden vier Temperaturskalen verwendet:

• Celsius (°C) — Metrische Skala; Wasser gefriert bei 0 °C und siedet bei 100 °C bei Standarddruck.
• Fahrenheit (°F) — US-amerikanische Skala; Wasser gefriert bei 32 °F und siedet bei 212 °F.
• Kelvin (K) — Absolute metrische Skala; Null Kelvin entspricht dem absoluten Nullpunkt (−273.15 °C). Es wird kein Gradzeichen verwendet.
• Rankine (°R) — Absolute imperiale Skala; Null Rankine entspricht dem absoluten Nullpunkt (−459.67 °F).

Der absolute Nullpunkt, die theoretische Untergrenze der Temperatur, beträgt 0 K (−273.15 °C, −459.67 °F, 0 °R). Bei diesem Punkt hört jegliche molekulare Bewegung auf.

Wichtige Formeln

Celsius ↔ Fahrenheit

$T(°F) = 1.8 \times T(°C) + 32$

$T(°C) = \frac{T(°F) - 32}{1.8}$

Celsius ↔ Kelvin

$T(K) = T(°C) + 273.15$

$T(°C) = T(K) - 273.15$

Rankine ↔ Andere Skalen

$T(°R) = T(°F) + 459.67$

$T(°R) = 1.8 \times T(K)$

Temperaturdifferenz

Temperaturdifferenzen werden nur mit einem Skalierungsfaktor umgerechnet — ohne Versatz:

$\Delta T(°F) = 1.8 \times \Delta T(°C)$

$\Delta T(°R) = 1.8 \times \Delta T(K)$

$\Delta T(K) = \Delta T(°C)$

Beispiel: Wasser wird von 100 °C auf 60 °C abgekühlt. Die Differenz beträgt ΔT = 40 °C = 72 °F (nicht 140 °F − 104 °F ohne den Versatz). In Fahrenheit: ΔT = 1.8 × 40 = 72 °F.

Variablen

Vier-Skalen-Umrechnungstabelle

Celsius ↔ Fahrenheit-Referenz

Celsius ↔ Fahrenheit-Umrechner

Vier-Skalen-Temperaturkonverter

Der ursprüngliche Quellkonverter wird hier wiederhergestellt mit Celsius-, Fahrenheit-, Kelvin- und Rankine-Ausgaben in einem Rechner.

Zugehörige mobile App von The Engineering ToolBox

Die ursprüngliche Seite förderte das Hinzufügen der Temperaturkonverter-Web-App zu mobilen Geräten. Dieser Inhalt wird als Hinweis zur migrierten Web-App beibehalten: Der Temperaturkonverter kann als browserbasierter Rechner auf Telefonen und Tablets für schnelle Celsius-, Fahrenheit-, Kelvin- und Rankine-Umrechnungen verwendet werden, ohne eine separate native Anwendung zu installieren.

Wiederhergestellte ursprüngliche Quellentabellen

Die folgenden Tabellen werden von der ursprünglichen Quellenseite wiederhergestellt, um die vollständigen Referenzdaten zu erhalten.

Temperatureinheiten

Celsius vs. Fahrenheit

Ursprüngliche Quellenbilder

Die folgenden ursprünglichen Quellenbilder werden beibehalten, um visuelle Referenzmaterialien nicht zu verlieren. Wenn ein Bild Diagramm- oder Tabellendaten enthält, werden die extrahierten Werte in den Seitentabellen, Rechnern oder interaktiven Diagrammen dargestellt; verbleibende Bilder werden als visuelle Quellenreferenzen beibehalten.

Technische Hinweise

• Notationskonvention: Verwenden Sie °C für eine absolute Temperaturmessung und C° für eine Temperaturdifferenz. Zum Beispiel ist ein Anstieg von 20 °C auf 50 °C eine 30 C° Änderung. Die gleiche Änderung entspricht 54 °F oder 54 °R Differenz.
• Skaleninkremente: 1 K = 1 C° = 1.8 °F = 1.8 °R. Die Celsius- und Kelvin-Skalen teilen sich die gleiche Gradgröße; Fahrenheit und Rankine teilen sich die gleiche (kleinere) Gradgröße.
• Rankine-Verwendung: Die Rankine-Skala tritt hauptsächlich in veralteten US-Luft- und Raumfahrt- sowie thermodynamischen Kraftwerksberechnungen auf. Moderne internationale Arbeit verwendet Kelvin.
• Praktische Grenzen: Während der absolute Nullpunkt die theoretische Untergrenze ist, setzt die kosmische Hintergrundstrahlung eine natürliche Umgebungstemperatur von etwa 2.7 K. Die meisten technischen Materialien ändern ihre Eigenschaften erheblich unter −40 °C, wo sich die Celsius- und Fahrenheit-Skalen zufällig schneiden (−40 °C = −40 °F).
• Präzision: Beim Umrechnen zwischen Skalen zusätzliche Dezimalstellen in Zwischenschritten beibehalten, um Rundungsfehler in abgeleiteten Berechnungen wie Wärmeübertragung oder Wirkungsgrad zu vermeiden.

Referenzen

• Temperatur — Engineering ToolBox