Grad Fahrenheit

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Physikalische Einheit
Einheitenname Grad Fahrenheit
Einheitenzeichen \mathrm{^\circ F}
Physikalische Größe(n) Temperatur
Formelzeichen T;\, \Delta T
Dimension \mathsf{\Theta}
System Angloamerikanisches Maßsystem
In SI-Einheiten \mathrm{}
Benannt nach Daniel Gabriel Fahrenheit

Grad Fahrenheit ist eine nach Daniel Gabriel Fahrenheit benannte Einheit der Temperatur.

Geschichte[Bearbeiten]

Thermometer mit Celsius-Skala (links) und Fahrenheit-Skala (rechts)

Fahrenheit entwickelte seine Temperaturskala nach einem Besuch bei dem dänischen Astronomen Ole Rømer in Kopenhagen. Rømer war der Erste, der ein Thermometer entwickelte, welches mit Hilfe zweier Fixpunkte kalibriert wurde. In der Rømer-Skala liegt der Gefrierpunkt des Wassers bei 7,5 Grad, der Siedepunkt bei 60 Grad und die durchschnittliche Körpertemperatur eines Menschen bei 36,9 Grad.

Als Nullpunkt seiner Skala verwendete Fahrenheit die tiefste Temperatur, die er mit einer Mischung aus „Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz“ (Kältemischung) erzeugen konnte: −17,8 °C.[1] Dadurch wollte er negative Temperaturen vermeiden, wie sie bei der Rømer-Skala schon im normalen Alltagsgebrauch auftraten.

Als zweiten und dritten Fixpunkt legte er 1714 den Gefrierpunkt des reinen Wassers (Eispunkt) bei 32 °F und die „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ bei 96 °F fest.[2] Der Nachteil dieser Skala bestand darin, dass insbesondere der untere und der obere Fixpunkt nach heutigen Maßstäben nicht hinreichend genau reproduzierbar sind. Es wurde daher eine neue Definition notwendig.

Zur Definition einer Temperaturskala benötigt man zum einen nur zwei verschiedene, dafür aber möglichst genau reproduzierbare Temperaturen, zum anderen die willkürliche Festlegung der Einteilung der Temperaturdifferenz in Skalenteile und eines Skalennullpunkts. Als neue Fixpunkte wählte man den Gefrierpunkt und den Siedepunkt des Wassers. Um eine möglichst gute Übereinstimmung mit der bisherigen Definition zu erreichen, teilte man dieses Intervall in 180 Skalenteile und behielt für den Gefrierpunkt den Skalenwert von 32 °F bei. Auf dieser neuen Skala beträgt die normale Temperatur eines menschlichen Körpers 98,6 °F (37 °C) und nicht 96 °F, wie von Fahrenheit ursprünglich festgelegt.

Die Fahrenheit-Skala war lange Zeit in Europa in Gebrauch, bis sie durch die Celsius-Skala abgelöst wurde. Heutzutage wird sie nur noch in den USA und in wenigen anderen englischsprachigen Ländern verwendet.

Umrechnung[Bearbeiten]

Im Folgenden werden einige Umrechnungstabellen für verschiedene Temperaturwerte und -Einheiten angegeben.

Temperaturskalen[Bearbeiten]

Übersicht über die klassischen Temperaturskalen
Einheit Einheiten­zeichen unterer Fixpunkt F1 oberer Fixpunkt F2 Skalen­inter­vall Erfinder Ent­stehungs­jahr Verbrei­tungs­gebiet
Kelvin K T0 = 0 K TTri(H2O) = 273,16 K \frac{F_2 - F_1}{273{,}16} William Thomson Baron Kelvin 1848 weltweit (SI-Einheit)
[Anm 1]
Grad Celsius °C TSchm(H2O) = 0 °C
[Anm 2]
TSied(H2O) = 100 °C
[Anm 2]
\frac{F_2 - F_1}{100} Anders Celsius 1742 weltweit
Grad Fahrenheit °F TKältem. = 0 °F
[Anm 3]
TMensch = 96 °F
[Anm 3]
\frac{F_2 - F_1}{96} Daniel Fahrenheit 1714 USA
Grad Rankine °Ra, °R T0 = 0 °Ra 1^\circ Ra \; \stackrel{\mathrm{def}}= \; 1^\circ F William Rankine 1859 USA
Grad Delisle °De, °D TSchm(H2O) = 150 °De TSied(H2O) = 0 °De \frac{F_2 - F_1}{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
[Anm 4]
TSied(H2O) = 60 °Rø \frac{F_2 - F_1}{60} Ole Rømer 1701 keines

Anmerkungen zur Tabelle:
  1. Ursprünglich über Celsius-Skala definiert, ΔT = 1 K ≡ 1 °C.
  2. a b Traditionelle Fixpunkte; ursprünglich umgekehrt (ähnlich wie Delisle-Skala); heute über Kelvin-Skala definiert, ΔT = 1 °C ≡ 1 K, also der 273,16-te Teil von TTri(H2O) = 0,01 °C.
  3. a b 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); heute über TSchm(H2O) = 32 °F und TSied(H2O) = 212 °F sowie ΔT = (F2−F1) / 180 definiert.
  4. Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

Temperaturumrechnung[Bearbeiten]

Umrechnung zwischen den Temperatureinheiten
→ von → Kelvin (K) Grad Celsius (°C) Grad Réaumur (°Ré) Grad Fahrenheit (°F)
↓ nach ↓
TKelvin = TK = TC + 273,15 = T · 1,25 + 273,15 = (TF + 459,67) · 59
TCelsius = TK − 273,15 = TC = T · 1,25 = (TF − 32) · 59
TRéaumur = (TK − 273,15) · 0,8 = TC · 0,8 = T = (TF − 32) · 49
TFahrenheit = TK · 1,8 − 459,67 = TC · 1,8 + 32 = T · 2,25 + 32 = TF
TRankine = TK · 1,8 = TC · 1,8 + 491,67 = T · 2,25 + 491,67 = TF + 459,67
TRømer = (TK − 273,15) · 2140 + 7,5 = TC · 2140 + 7,5 = T · 2132 + 7,5 = (TF − 32) · 724 + 7,5
TDelisle = (373,15 − TK) · 1,5 = (100 − TC) · 1,5 = (80 − T) · 1,875 = (212 − TF) · 56
TNewton = (TK − 273,15) · 0,33 = TC · 0,33 = T · 3380 = (TF − 32) · 1160
→ von → Grad Rankine (°Ra) Grad Rømer (°Rø) Grad Delisle (°De) Grad Newton (°N)
↓ nach ↓
TKelvin = TRa · 59 = (T − 7,5) · 4021 + 273,15 = 373,15 − TDe · 23 = TN · 10033 + 273,15
TCelsius = TRa · 59 − 273,15 = (T − 7,5) · 4021 = 100 − TDe · 23 = TN · 10033
TRéaumur = TRa · 49 − 218,52 = (T − 7,5) · 3221 = 80 − TDe · 815 = TN · 8033
TFahrenheit = TRa − 459,67 = (T − 7,5) · 247 + 32 = 212 − TDe · 1,2 = TN · 6011 + 32
TRankine = TRa = (T − 7,5) · 247 + 491,67 = 671,67 − TDe · 1,2 = TN · 6011 + 491,67
TRømer = (TRa − 491,67) · 724 + 7,5 = T = 60 − TDe · 0,35 = TN · 3522 + 7,5
TDelisle = (671,67 − TRa) · 56 = (60 − T) · 207 = TDe = (33 − TN) · 5011
TNewton = (TRa − 491,67) · 1160 = (T − 7,5) · 2235 = 33 − TDe · 0,22 = TN

Temperaturvergleich[Bearbeiten]

Ausgewählte Temperaturwerte in verschiedenen Einheiten
Messwert \ Einheit Grad Fahrenheit Grad Rankine Grad Réaumur Grad Celsius Kelvin
mittlere Oberflächentemperatur der Sonne 9 941 °F 10 400 °Ra 4 404 °R 5 505 °C 5 778 K
Schmelzpunkt von Eisen 2 795 °F 3 255 °Ra 1 228 °R 1 535 °C 1 808 K
Schmelzpunkt von Blei 621,43 °F 1081,10 °Ra 261,97 °R 327,46 °C 600,61 K
Siedepunkt von Wasser (bei Normaldruck) 212 °F 671,67 °Ra 80 °R 100 °C 373,15 K
höchste im Freien gemessene Lufttemperatur 136,04 °F 595,71 °Ra 46,24 °R 57,80 °C 330,95 K
Körpertemperatur des Menschen nach Fahrenheit 96 °F 555,67 °Ra 28,44 °R 35,56 °C 308,71 K
Tripelpunkt von Wasser 32,02 °F 491,69 °Ra 0,01 °R 0,01 °C 273,16 K
Gefrierpunkt von Wasser (bei Normaldruck) 32 °F 491,67 °Ra 0 °R 0 °C 273,15 K
tiefste Temperatur in Danzig, Winter 1708/09 0 °F 459,67 °Ra −14,22 °R −17,78 °C 255,37 K
Schmelzpunkt von Quecksilber −37,89 °F 421,78 °Ra −31,06 °R −38,83 °C 234,32 K
tiefste im Freien gemessene Lufttemperatur −128,56 °F 331,11 °Ra −71,36 °R −89,2 °C 183,95 K
Gefrierpunkt von Ethanol −173,92 °F 285,75 °Ra −91,52 °R −114,40 °C 158,75 K
Siedepunkt von Stickstoff −320,44 °F 139,23 °Ra −156,64 °R −195,80 °C 77,35 K
absoluter Nullpunkt −459,67 °F 0 °Ra −218,52 °R −273,15 °C 0 K
Anmerkung: Die grau hinterlegten Felder bezeichnen die traditionellen Fixpunkte zur Festsetzung der betreffenden Einheit.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Englische Übersetzung des lateinischen Originaltextes von Fahrenheit
  2. Daniel Gabriel Fahrenheit: Experimente und Beobachtungen über das Gefrieren des Wassers im Vacuum. Phil. Transact. London. Vol. XXXIII, 1724, S. 78–84. In: Arthur von Oettingen (Hrsg.): Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften, Bd. 57. Engelmann, Leipzig 1894.