Newtonskala

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Die Newtonskala ist eine Temperaturskala, die um das Jahr 1700 von Isaac Newton vorgeschlagen wurde. Als sich Newton mit dem Problemfeld der Wärme beschäftigte, entwickelte er eine erste qualitative Temperaturskala, die von "kalter Luft im Winter" bis "glühende Kohlen im Küchenfeuer" etwa 20 Skalenpunkte besaß. Diese Herangehensweise war grob und ungenau, so dass auch Newton recht schnell wieder unzufrieden mit ihr wurde. Da ihm das Konzept der Wärmeausdehnung bekannt war, nutzte er ein Gefäß mit Leinöl und maß dessen Volumenänderung in Bezug auf die früheren Skalenpunkte. Dabei stellte er zwischen der Temperatur von geschmolzenem Schnee und kochendem Wasser eine Volumenzunahme von 7,25 % fest.

Nach einer Weile definierte er den Nullpunkt seiner Skala bei schmelzendem Schnee (Schmelzpunkt, 0 °C) und den 33. Grad als kochendes Wasser (Siedepunkt, 100 °C), nutzte also die gleichen Fixpunkte wie die Celsiusskala, nur mit anderen Gradabständen. Ein Unterschied von einem Grad Newton (1 °N) entspricht daher in etwa dem von drei Grad Celsius.

Temperaturskalen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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
Jetzt ohne Fixpunkt,
ursprünglich
später TTri(H2O) = 273,16 K[Anm 1]

früher
William Thomson Baron Kelvin 1848 weltweit
(SI-Einheit)
Grad Celsius °C Jetzt 0 °C = 273,15 K,
früher TSchm(H2O) = 0 °C
Jetzt Kopplung an Kelvin,
früher TSied(H2O) = 100 °C

früher
Anders Celsius 1742 weltweit (abgelei­tete SI-Einheit)
Grad Fahrenheit °F Jetzt 32 °F = 273,15 K,
ursprünglich TKältem. = 0 °F,
später TSchm(H2O) = 32 °F
Jetzt Kopplung an Kelvin,
ursprünglich TMensch = 96 °F,[Anm 2]
später TSied(H2O) = 212 °F

urspr.
später

Daniel Fahrenheit 1714 USA
Grad Rankine °Ra, °R T0 = 0 °Ra Jetzt Kopplung an Kelvin William Rankine 1859 USA
Grad Delisle °De, °D TSchm(H2O) = 150 °De TSied(H2O) = 0 °De Joseph-Nicolas Delisle 1732 Russland (19. Jhd.)
Grad Réaumur °Ré, °Re, °R TSchm(H2O) = 0 °Ré TSied(H2O) = 80 °Ré René-Antoine Ferchault de Réaumur 1730 Westeuropa bis Ende 19. Jhd.
Grad Newton °N TSchm(H2O) = 0 °N TSied(H2O) = 33 °N Isaac Newton ≈ 1700 keines
Grad Rømer °Rø TSchm(Lake) = 0 °Rø[Anm 3] TSied(H2O) = 60 °Rø Ole Rømer 1701 keines
Anmerkungen zur Tabelle:
  1. TTri(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.
  2. 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)
  3. Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

Temperaturumrechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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