Grad Fahrenheit

Physikalische Einheit
Einheitenname	Grad Fahrenheit
Einheitenzeichen
Physikalische Größe	Temperatur
Formelzeichen
Dimension
System	Angloamerikanisches Maßsystem
Benannt nach	Daniel Gabriel Fahrenheit

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

Fahrenheits Festlegungen

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.

Fahrenheit verwendete demgegenüber als Nullpunkt seiner Skala die tiefste Temperatur, die er mit einer Mischung aus Eis, Wasser und Salmiak (= Ammoniumchlorid) 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 Fahrenheit 1714 den Gefrierpunkt des reinen Wassers (Eispunkt) bei 32 °F und die Körpertemperatur eines gesunden Menschen bei 96 °F fest.^[2] Allerdings entsprechen 96 °F rund 35,5 °C; dieser Wert liegt, verglichen mit heute üblichen Messmethoden, deutlich unterhalb des menschlichen Normaltemperaturbereichs.

Weiterentwicklung

Der Nachteil dieser Skala bestand darin, dass mit der verbesserten Genauigkeit von Messungen im 19. Jahrhundert insbesondere der untere und der obere Fixpunkt nicht hinreichend genau reproduzierbar waren. Es wurde damit eine Neudefinition der Skala nötig. 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.

Seit den 1860er Jahren, und gesetzlich eingeführt in den Vereinigten Staaten mit dem Mendenhall Order von 1893, versuchte man die hergebrachten Einheiten (customary units) des angloamerikanischen Maßsystems an die Definitionen des internationalen metrischen Systems anzubinden. Seit dieser Zeit war die Fahrenheit-Skala durch die Skala des hundertteiligen Thermometers definiert, und hatte damit also als Fixpunkte den Gefrierpunkt (gleich 32 °F) und den Siedepunkt des Wassers (gleich 212 °F). Seit 1948, als das hundertteilige Thermometer in Celsius-Skala umbenannt und neu definiert wurde, ist die Fahrenheitskala indirekt durch die Kelvin-Skala definiert.

Die Fahrenheit-Skala war im 18. und frühen 19. Jahrhundert auch in Europa verbreitet (neben anderen, nun gänzlich unüblichen Skalen); erst mit der Durchsetzung des metrischen Systems seit dem mittleren 19. Jahrhundert hat sich in Kontinentaleuropa die Celsius-Skala durchgesetzt. In Großbritannien blieb die Fahrenheit-Skala länger in Gebrauch. Dort wurde sie zudem auch für die Definition gewisser anderer imperialer Maßeinheiten verwendet; so war etwa im Weights and Measures Act von 1855 das Yard definiert anhand eines Norm-Yards aus Bronze und Gold bei einer Temperatur von 62 °F. Kopien dieses Norm-Yards, die herstellungsbedingt leichte Abweichungen aufwiesen, wurden durch die Angabe von leicht abweichenden Temperaturen geeicht (zwischen 61,94 und 62,16 °F).^[3]

Die offizielle Einführung des metrischen Systems (metrication) wurde in Großbritannien bereits ab 1818 diskutiert und zwischen 1965 und 1980 aktiv vorangetrieben, dann aber wieder aufgegeben. Zwingend wurde die Einführung erst mit der Mitgliedschaft in der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft ab 1995 umgesetzt. In inoffiziellen Publikationen, besonders in Wetterprognosen, wurde die Fahrenheit-Skala in Großbritannien auch nach 1995 verwendet, allerdings mit abnehmender Tendenz.

Offizielle Verwendung findet die Fahrenheit-Skala nur noch in den USA und ihren Außengebieten, in Belize sowie auf den Bahamas und den Cayman Islands.

Umrechnung

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

Temperaturskalen

Übersicht über die klassischen Temperaturskalen
Einheit	Einheitenzeichen	unterer Fixpunkt F₁	oberer Fixpunkt F₂	Wert der Einheit	Erfinder	Jahr der Entstehung	Verbreitungsgebiet
Kelvin	K	Absoluter Nullpunkt, T₀ = 0 K	ohne Fixpunkt	$1\,\mathrm {K} =1{,}380\,649\cdot 10^{-23}{\frac {\mathrm {J} }{k_{\mathrm {B} }}}$		2019	weltweit (SI-Einheit)
			T_Tri(H₂O) = 273,16 K^{[Anm 1]}	${\frac {F_{2}-F_{1}}{273{,}16}}$		1948
			$1\,\mathrm {K} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,^{\circ }\mathrm {C}$	${\frac {F_{2}-F_{1}}{273{,}16}}$	William Thomson Baron Kelvin	1848
Grad Celsius	°C	0 °C = 273,15 K	Kopplung an Kelvin	$1\,^{\circ }\mathrm {C} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,\mathrm {K}$		1948	weltweit (abgeleitete SI-Einheit)
Grad Celsius	°C	T_Schm(H₂O) = 0 °C	T_Sied(H₂O) = 100 °C	${\frac {F_{2}-F_{1}}{100}}$	Anders Celsius	1742	weltweit (abgeleitete SI-Einheit)
Grad Fahrenheit	°F	32 °F = 273,15 K	Kopplung an Kelvin	$1{,}80\,^{\circ }\mathrm {F} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,\mathrm {K}$		1948	USA
		T_Schm(H₂O) = 32 °F	T_Sied(H₂O) = 212 °F	${\frac {F_{2}-F_{1}}{180}}$		1893
		T_Kältem. = 0 °F,	T_Mensch = 96 °F,^{[Anm 2]}	${\frac {F_{2}-F_{1}}{96}}$	Daniel Fahrenheit	1714
Grad Rankine	°Ra, °R	T₀ = 0 °Ra	Jetzt Kopplung an Kelvin	$1\,^{\circ }\mathrm {Ra} \;{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\;1\,^{\circ }\mathrm {F}$	William Rankine	1859	USA
Grad Delisle	°De, °D	T_Schm(H₂O) = 150 °De	T_Sied(H₂O) = 0 °De	${\frac {F_{1}-F_{2}}{150}}$	Joseph-Nicolas Delisle	1732	Russland (19. Jhd.)
Grad Réaumur	°Ré, °Re, °R	T_Schm(H₂O) = 0 °Ré	T_Sied(H₂O) = 80 °Ré	${\frac {F_{2}-F_{1}}{80}}$	René-Antoine Ferchault de Réaumur	1730	Westeuropa bis Ende 19. Jhd.
Grad Newton	°N	T_Schm(H₂O) = 0 °N	T_Sied(H₂O) = 33 °N	${\frac {F_{2}-F_{1}}{33}}$	Isaac Newton	≈ 1700	keines
Grad Rømer	°Rø	T_Schm(Lake) = 0 °Rø^{[Anm 3]}	T_Sied(H₂O) = 60 °Rø	${\frac {F_{2}-F_{1}}{60}}$	Ole Rømer	1701	keines
Anmerkungen zur Tabelle: ↑ T_Tri(H₂O) liegt seit der Neudefinition im Mai 2019 bei 273,16 K mit einer relativen Unsicherheit von 3,7·10⁻⁷ laut Le Système international d’unités. 9e édition, 2019 (die sogenannte „SI-Broschüre“, französisch und englisch), S. 21 und 133. ↑ Ursprünglich genutzt wurde die Temperatur einer Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz (−17,8 °C) und die vermeintliche „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ (35,6 °C) ↑ Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

Temperaturumrechnung

Umrechnung zwischen den Temperatureinheiten
→ von →		Kelvin (K)	Grad Celsius (°C)	Grad Fahrenheit (°F)	Grad Rankine (°Ra)
↓ nach ↓		Kelvin (K)	Grad Celsius (°C)	Grad Fahrenheit (°F)	Grad Rankine (°Ra)
T_Kelvin	=	T_K	T_C + 273,15	(T_F + 459,67) · ⁵⁄₉	T_Ra · ⁵⁄₉
T_Celsius	=	T_K − 273,15	T_C	(T_F − 32) · ⁵⁄₉	T_Ra · ⁵⁄₉ − 273,15
T_Fahrenheit	=	T_K · 1,8 − 459,67	T_C · 1,8 + 32	T_F	T_Ra − 459,67
T_Rankine	=	T_K · 1,8	T_C · 1,8 + 491,67	T_F + 459,67	T_Ra
T_Réaumur	=	(T_K − 273,15) · 0,8	T_C · 0,8	(T_F − 32) · ⁴⁄₉	T_Ra · ⁴⁄₉ − 218,52
T_Rømer	=	(T_K − 273,15) · ²¹⁄₄₀ + 7,5	T_C · ²¹⁄₄₀ + 7,5	(T_F − 32) · ⁷⁄₂₄ + 7,5	(T_Ra − 491,67) · ⁷⁄₂₄ + 7,5
T_Delisle	=	(373,15 − T_K) · 1,5	(100 − T_C) · 1,5	(212 − T_F) · ⁵⁄₆	(671,67 − T_Ra) · ⁵⁄₆
T_Newton	=	(T_K − 273,15) · 0,33	T_C · 0,33	(T_F − 32) · ¹¹⁄₆₀	(T_Ra − 491,67) · ¹¹⁄₆₀

→ von →		Grad Réaumur (°Ré)	Grad Rømer (°Rø)	Grad Delisle (°De)	Grad Newton (°N)
↓ nach ↓		Grad Réaumur (°Ré)	Grad Rømer (°Rø)	Grad Delisle (°De)	Grad Newton (°N)
T_Kelvin	=	T_Ré · 1,25 + 273,15	(T_Rø − 7,5) · ⁴⁰⁄₂₁ + 273,15	373,15 − T_De · ²⁄₃	T_N · ¹⁰⁰⁄₃₃ + 273,15
T_Celsius	=	T_Ré · 1,25	(T_Rø − 7,5) · ⁴⁰⁄₂₁	100 − T_De · ²⁄₃	T_N · ¹⁰⁰⁄₃₃
T_Fahrenheit	=	T_Ré · 2,25 + 32	(T_Rø − 7,5) · ²⁴⁄₇ + 32	212 − T_De · 1,2	T_N · ⁶⁰⁄₁₁ + 32
T_Rankine	=	T_Ré · 2,25 + 491,67	(T_Rø − 7,5) · ²⁴⁄₇ + 491,67	671,67 − T_De · 1,2	T_N · ⁶⁰⁄₁₁ + 491,67
T_Réaumur	=	T_Ré	(T_Rø − 7,5) · ³²⁄₂₁	80 − T_De · ⁸⁄₁₅	T_N · ⁸⁰⁄₃₃
T_Rømer	=	T_Ré · ²¹⁄₃₂ + 7,5	T_Rø	60 − T_De · 0,35	T_N · ³⁵⁄₂₂ + 7,5
T_Delisle	=	(80 − T_Ré) · 1,875	(60 − T_Rø) · ²⁰⁄₇	T_De	(33 − T_N) · ⁵⁰⁄₁₁
T_Newton	=	T_Ré · ³³⁄₈₀	(T_Rø − 7,5) · ²²⁄₃₅	33 − T_De · 0,22	T_N

Temperaturvergleich

Fixpunkte gebräuchlicher Temperaturskalen
	Kelvin	°Celsius	°Fahrenheit	°Rankine
Siedepunkt des Wassers bei Normaldruck	373,150 K	100,000 °C	212,000 °F	671,670 °Ra
„Körpertemperatur des Menschen“ nach Fahrenheit	308,705 K	35,555 °C	96,000 °F	555,670 °Ra
Tripelpunkt des Wassers	273,160 K	0,010 °C	32,018 °F	491,688 °Ra
Gefrierpunkt des Wassers bei Normaldruck	273,150 K	0,000 °C	32,000 °F	491,670 °Ra
Kältemischung aus Wasser, Eis und NH₄Cl	255,372 K	−17,777 °C	0,000 °F	459,670 °Ra
absoluter Nullpunkt	0 K	−273,150 °C	−459,670 °F	0 °Ra

Die Fixpunkte, mit denen die Skalen ursprünglich definiert wurden, sind farblich hervorgehoben und exakt in die anderen Skalen umgerechnet. Heute haben sie ihre Rolle als Fixpunkte verloren und gelten nur noch näherungsweise. Allein der absolute Nullpunkt hat weiterhin exakt die angegebenen Werte.

Postwertzeichen

Zum 300. Jahrestag der Einführung der Fahrenheitskala gab die Deutsche Post AG am 3. November 2014 ein Sonderpostwertzeichen im Wert von 60 Eurocent heraus. Der Markenentwurf stammt von den Grafikern Thomas und Martin Poschauko.

Weblinks

Commons: Grad Fahrenheit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Fahrenheit in Celsius – Umrechnung
10-Euro-Gedenkmünze „300 Jahre Fahrenheit-Skala“ BdF, Ausgabebeschluss für November 2014 in Kupfer-Nickel und 625/1000-Silber

Einzelnachweise

↑ Englische Übersetzung des lateinischen Originaltextes von Fahrenheit
↑ 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.
↑ A collection of public general statutes passed in the 18th and 19th years of the reign of Her Majesty Queen Victoria, 1855, pp. 273–275.

[zwei-4] T_Tri(H₂O) liegt seit der Neudefinition im Mai 2019 bei 273,16 K mit einer relativen Unsicherheit von 3,7·10⁻⁷ laut Le Système international d’unités. 9e édition, 2019 (die sogenannte „SI-Broschüre“, französisch und englisch), S. 21 und 133.

[drei-5] Ursprünglich genutzt wurde die Temperatur einer Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz (−17,8 °C) und die vermeintliche „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ (35,6 °C)

[vier-6] Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

[Englische_Übersetzung_Originaltext-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.

[3] A collection of public general statutes passed in the 18th and 19th years of the reign of Her Majesty Queen Victoria, 1855, pp. 273–275.

[1]

[2]

[3]

[Anm 1]

[Anm 2]

[Anm 3]

Grad Fahrenheit

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Fahrenheits Festlegungen

Weiterentwicklung