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Wärme und Kälte : Das Wechselspiel der Temperaturen

vom
Aus der Redaktion der Zeitung für die Landeshauptstadt

Frieren im Winter, Schwitzen im Sommer: Was hat es mit Fahrenheit und Celsius auf sich?

„Brrr, ist das kalt!“, stöhnen die Menschen im Winter sehr häufig. Im Sommer erleben wir das Gleiche, nur umgekehrt. Die Menschen schwitzen. Sind Wärme und Kälte zwei unterschiedliche Dinge oder doch nicht? Und warum sagen wir eigentlich immer Celsius, wenn wir eine Temperatur nennen? In Amerika bezeichnet man die Temperaturen mit Fahrenheit. Was es damit auf sich hat, erfahrt ihr jetzt.

Wenn wir einen Eiszapfen in einem Topf erwärmen, taut der ganz schnell auf. Das Wasser wird sogar ganz heiß und kocht schließlich. Das Kalte hat sich anscheinend in Wärme umgewandelt. Wärme und Kälte sind also eigentlich der gleiche Zustand. Sie haben nur unterschiedliche Grade. Die Physiker sagen deshalb auch nicht, dass etwas kalt ist, sondern dass eine Sache viel oder wenig Wärme enthält.

Um genau benennen zu können, wie warm etwas ist, brauchen wir ein Messinstrument. Erfunden hat das heute noch übliche Thermometer der deutsche Physiker Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Er und andere Forscher entdeckten, dass sich viele Stoffe bei Wärme ausdehnen, also mehr Platz brauchen. Diese Eigenschaft konnte man für ein Messgerät nutzen. Wenn man nämlich in ein Glasröhrchen eine Flüssigkeit füllt, dehnt sich diese bei zunehmender Wärme aus und klettert in der Röhre hoch. Hierzu nahm man oft ein flüssiges Metall, das Quecksilber oder auch gefärbten Alkohol. Diese Stoffe frieren längst nicht so schnell ein wie Wasser. Hat man neben dem Glasröhrchen noch eine Skala mit Zahlen, kann man ablesen, wie warm es ist.

Aber diese Skala war gar nicht so einfach zu erstellen. Fahrenheit nahm die Temperatur eines sehr kalten Wintertages als seinen Nullpunkt. Für den 100 Grad Punkt nahm er seine Körpertemperatur. Ein schlauer Wissenschaftler aus Schweden, Anders Celsius (1701-1744), machte es wie sein Name schon sagt etwas anders. Er benutzte die Temperatur, bei der Eis schmilzt als seinen 100 Grad-Punkt und die, bei der Wasser kocht oder siedet als seinen Nullpunkt. Der Abstand zwischen diesen beiden Punkten wurde in 100 genau gleiche Abstände aufgeteilt. Später drehten Wissenschaftler diese Celsius-Skala um. So war also 0 Grad Celsius der Punkt, an dem Eis schmilzt und 100 Grad Celsius, der Siedepunkt des Wassers. Und nach dieser Skala benennen wir auch heute noch bei uns die Temperaturen. Wenn es kälter ist als 0 Grad, macht man ein Minus vor die Zahl.

Alle Dinge die uns umgeben, bestehen aus kleinsten Teilchen, den Atomen. Gleiche oder auch verschiedenartige Atome verbinden sich gerne zu Molekülen. Je wärmer es ist, desto schneller bewegen sich diese Moleküle. Je kälter es ist, desto langsamer bewegen sie sich. Wenn man die Moleküle so sehr abkühlt, dass sie sich gar nicht mehr bewegen, hat man die tiefst mögliche Temperatur erreicht. Diese nennt man den absoluten Nullpunkt und der liegt bei –273,15 Grad Celsius. Weil das der britische Physiker Lord Kelvin (1824-1907) entdeckte, nennt man diesen absoluten Nullpunkt auch 0 Kelvin. Wissenschaftler arbeiten häufig mit der Kelvin-Temperaturskala.

Der bedeutende deutsche Physiker Albert Einstein stellte fest, dass es auch eine heißeste Temperatur gibt. Nichts kann schneller sein als das Licht, das sich mit 300 000 km pro Sekunde fortbewegt. Kein Molekül kann also schneller rasen als das Licht. So liegt die oberste Grenze der erreichbaren Temperatur bei 130 Millionen Billionen Billionen Grad. Sowas kann sich kein Mensch vorstellen und deshalb gehen wir uns jetzt alle erst einmal abkühlen.


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erstellt am 10.Jan.2014 | 00:33 Uhr

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