Grad Fahrenheit

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

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

Geschichte

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

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.

Weblinks

Ausgabe einer 10-Euro-Gedenkmünze '300 Jahre Fahrenheit-Skala'

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.

[zwei-3] 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-4] 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-5] 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.

[1]

[2]

[Anm 1]

[Anm 2]

[Anm 3]

Grad Fahrenheit

Inhaltsverzeichnis

Geschichte