Kelvin, was benutzt man bei Kelvin-Skala?
hallo
ich habe in wikipedia geguckt, dass man beim Celsius-Skala Quecksilber, beim Fahrenheit-Skala Alkohol benutzt, und was benutzt man beim kelvin-Skala?? ://
Danke für Antworten
4 Antworten
Hallo Saadet01,
die von Dir aufgezählten Temperaturskalen gibt es ja schon eine Weile (Fahrenheit: Seit 1714; Celsius: Seit 1742 und Kelvin: Seit 1848). Und Du liegst nicht ganz falsch damit, dass man damals die Einteilung der Temperaturskalen (Definition) auch an den vorhandenen Möglichkeiten wie diese in der Praxis zu messen sind (Meßtechnik) orientiert hat.
Dies hat sich jedoch mit dem Fortschritt in der Meßtechnik heute grundlegend geändert. Deshalb sollte man die Definitionen der Temperaturskalen und die Art wie diese gemessen werden (Meßtechnik) vollständig getrennt voneinander betrachten.
(1) Definition Temperaturskalen, vereinfacht (Link, siehe unten):
Temperaturskalen beziehen sich i.d.R. auf zwei unterschiedliche Temperaturgrenzwerte (z.B. bei Grad Celsius: Schmelzpunkt Wasser =0 °C und Siedepunkte Wasser = 100 °C) und haben zwischen diesen Temperaturwerten (sowie darunter und darüber) eine feste Skalenteilung (z.B. 1/100 bei Grad C° bzw. 1°C). Dies bedeutet natürlich nicht, dass auch Werte dazwischen (z.B. 35,56 °C) möglich sind, sondern nur, dass die Skala im "Hundertersystem" eingeteilt ist (Gegenbeispiel z.B. ein 12er System: Hier wäre der Teilungsfaktor bezogen auf den Temperaturbereich "12", ein Grad im 12er-System entspräche dann umgerechnet auf die Celiusskala 8,3333 Grad C°).
Grad Fahrenheit: Unter Grenzwert (0 Grad Fahrenheit) = - 17,8 °C (Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz). Oberer Grenzwert = (96 Grad Fahrenheit) = 35,6 °C (Körpertemperatur eines "gesunden" Menschen). Skalenteilung 1/96. Anm.: Die Einheit Fahrenheit wird heute fast ausschließlich in den USA verwendet.
Grad Celsius: Unter Grenzwert (0 Grad Celsius) = 0 °C (Schmelzpunkt von Wasser). Oberer Grenzwert = (100 Grad Celsius) = 100 °C (Siedepunkt von Wasser). Skalenteilung 1/100.
Grad Kelvin: Unter Grenzwert (0 Grad Kevin) = -273,16 °C (Absoluter Temperaturnullpunkt). Oberer Grenzwert = (273,16 Grad Kelvin) = 0 °C (Schmelzpunkt von Wasser). Skalenteilung 1/273,16.
Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Grad_Fahrenheit
(2) Meßtechnik:
Man unterscheidet Messgeräte die Kontakt mit dem Medium haben (z.B. Gas- und Flüssigkeitsthermometer, Widerstandstandsthermometer, Halbleiterthermometer etc.) und solche welche kontaktlos anhand der Wärmestrahlung die Temperatur messen können (z.B.Pyrometer).
Fazit: Für fast jeden Temperaturbereich gibt es heute geeignete und hochgenaue Messgeräte (..dies ist ein Fachthema für sich...)
Hoffe hier war etwas nützliches für Dich dabei.
Gutes Gelingen!
LG.
Gut zusammengestellt, aber ein Hinweis. Es gibt die Einheit "Grad Celsius", und es gibt die "Einheit Kelvin".**** "Grad Kelvin" gibt es definitiv nicht****. Siehe SI-Einheiten.
Aber der Referenzpunkt der Celsius-Skala und damit auch der Kelvin-Skala ist der Tripelpunkt des Wassers (273,16000 K (= 0,01000 °C )und nicht der Schmelzpunkt. Das mit dem Schmelzpunkt ist Geschichte.
Der Tripelpunkt des Wassers bei Normalbedingungen, also 1013mBar liegt bei ca -20 Grad Celsius, und hat mit der Temperaturskala rein gar nichts zu tun. Denn erst unter -20 Grag (ungefähr) gibt es kein Wasserdampf und kein flüssiges Wasser mehr. Sonst könne Wasser nämlich nicht Sublimieren, also direkt von fest nach Gasförmig wandeln, und Das Eis wäre auch nicht glatt, denn auf der Eisoberfläch entsteht durch Druck ei Wasserfilm, der das Eis rutschig macht. Unter -20 Grad ist Eis nicht mehr rutschig! Damit liegt der Tripelpunkt des Wassers, also der Punkt im Wasserdiagramm, oberhalb dem Eis, Wasser und Dampf gleichzeiti vorhanden sein können. So gibt es unter -20 Grad keine relative Luftfeuchte mehr, weil kein Dampfdruck mehr da ist und damit kein Wasserdampf. Oder was glaubst Du was die Drei (=tri) im Wort Tripelpunkt bedeutet?
Ratgeberhelden antworten zwar viel, wissen aber auch nicht alles richtig!
Hallo jorgang, hallo Barney123,
vielen Dank für Eure Ergänzungen.
- Ich wollte mit meiner Antwort eine vereinfachte Übersicht geben.
Natürlich sind die Fixpunkte der Temperaturskalen heute physikalisch erheblich exakter (und auch komplizierter) spezifiziert...denke aber für ein Grundverständnis dieser Materie ist dieses Wissen nicht unbedingt erforderlich.
Tieftemperaturmessungen sind m.E. ein spezielles sowie nicht unbedingt einfach zu verstehendes Fachgebiet...und auch hier reicht es meiner Ansicht nach - für eine Übersicht- aus, zu wissen, dass es geeignete Meßverfahren gibt..
...als Beispiel für taugliche Tieftemperatursensoren könnte man hier Platin-Dünnschichtsensoren anführen, welche im Bereich bis zu etwa 10 K (-263°C) praktisch einsetzbar sind (Link: http://www.gekon-trading.de/de/messen-tiefe-temperaturen.htm).
...aber ist diese Information wirklich von praktischem Nutzen...?
LG.
Nix - es gibt kein Material, welches man in ein Thermometer füllen könnte, um Temperaturen nahe 0 K zu messen. Die Messungen erfolgen mit Methoden, welche sich ganz erheblich von einem Quecksilberthermometer unterscheiden.
sicher? das klingt bischen unlogisch :// was zeigt dann die Zahlen, wenn da drinne nichts ist :/
Es muß doch nicht zwangsläufig ein mit Flüssigkeit gefülltes Thermometer sein, es gibt doch noch andere Methoden der Temperaturmessung. Andererseits kannst Du auch ein ganz normales Zimmerthermometer nehmen und neben die Zahlen der Celsius-Skala einfach die Kelvin-Werte schreiben. Dann kannst Du normale Zimmertemperatur in Grad Celsius oder auch Kelvin ablesen. Nur bei sehr niedrigen Temperaturen wird das nicht gelingen, da im Bereich nur weniger Kelvin sowohl Quecksilber als auch Alkohol längst gefroren sind. Aber so kalt wird es bei Dir im Zimmer sicher nicht.
Hallo Saadet,
Dass die Celsiusskala an Wasser gebunden ist, ist historisch bedingt. Bei der Celsius kann man den Nullpunkt als Schmelzpunkt des destillierten Wassers bei Normaldruck (1013hPa) und den Siedepunkt bei 100 Grad festmachen und reproduzieren. Die Skala von Fahrenheit hat da gar keinen festen Zusammenhang, Fahrenheit legte den Nullpunkt auf die tiefste Temperatur, die in Danzig (Fahrenheits Heimatstadt) je gemessen wurde, um negative Temperaturen zu vermeiden.
Wenn Du Dich Heute einmal umschaust, dann sind die Thermometer, in denen eine Flüssigkeit ist, so ziemlich verschwunden: die Thermometer sind mittlerweile digital, manche sind auf einem Bimetallstreifen montiert. Wie die Temperatur digital gemessen wird ist auch unterschiedlich. Gerade die tiefen Temperaturen der Kelvin-Skala sind mit Flüssigkeiten nicht mehr zu messen. Erinnere Dich doch einmal wie bei der Kelvinskala der Nullpunkt festgelegt wird: Man misst das Volumen eines Gases bei zwei verschiedenen Temperaturen Dann extrapoliert man, und dort wo das Volumen ganz verschwindet ist 0 Grad Kelvin. Der Gradabstand je Grad ist dabei genau so groß, wie das Grad bei der Celsiusskala. Neuere Forschungen haben den absoluten Nullpunkt bei ca. -273,15 Grad Celsius ermittelt. Wenn Du das einmal so betrachtest, wird doch schnell klar, dass für die Messung von tiefen Kelvin-Temperaturen andere Messmethoden her müssen.
Wo auch immer diese Meinung herkommt, dass bestimmte Flüssigkeiten an bestimmte Skalen gebunden sind, das ist totaler Quatsch. Man nimmt bei Flüssigkeitsthermometern Flüssigkeiten, die im betrachteten Temperaturbereich flüssig sind. Das geht allerdings nur in begrenzten Bereichen. Alkohol geht bis zu sehr tiefen Temperaturen, Quecksilber vom Festpunkt (-38°C) bis zu ziemlich hohen Temperaturen (350 °C). Bei Wiki gibt es dazu eine Tabelle in
http://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BCssigkeitsthermometer
Für tiefe und hohe Temperaturen werden dann eher Thermoelemente unterschiedlicher Paarung eingesetzt. Da kann man bei Flüssighelium von 4 K messen, aber auch bei über 1400 K. Darüber kommen dann z.B. Pyrometer in Betracht.
Die einzige Skala, die tatsächlich an eine Flüssigkeit gebunden ist, dist die Celsius Skala. Denn nur sie hat den Nullpunkt auf den Schmeldzpunkt von Wasser definiert, und zwar destilliertes Wasser bei Normalbedingungen, was da wären 1013 mBar. Das ist wichtig, denn der Schmelzpunkt und der Siedepunkt hängen vom umgebenden Luftdruck ab! Alle Anderen Skalen wurden anders entwickelt.
Die Kelvin-Skala war z.B von Haus aus rein Theoretischer Natur, weil man die Gasausdehnung gemessen hat, und dann die Skala Extrapoliert hat. Mat hat 1848 zwar eine Revolution gehabt, aber man konnte keine 0 Kelvin erzeugen. Davon war man damals noch ewig weit entfernt!