Woher die Einheit Grad Celsius kommt und weshalb wir unsere Temperatur damit messen
Die Maßeinheit Grad Celsius ist nicht nur in Deutschland der Standard zur Temperaturmessung. Sie geht auf den Schweden Anders Celsius zurück.
- Die Maßeinheit Grad Celsius wurde 1742 vom Schweden Anders Celsius entwickelt.
- Sie wird heute in den meisten Ländern der Erde zum Messen der Temperatur verwendet.
- Wichtig ist sie unter anderem zur Ermittlung des Wetters.
Offenbach – Wer wissen will, wie das Wetter ist, der interessiert sich nicht nur dafür, ob es regnet oder wie stark der Wind weht. Von großer Bedeutung ist vor allem, ob es warm oder kalt ist. Um die Temperatur zu messen, ist ein Thermometer nötig. Dieses zeigt einen ablesbaren Zahlenwert an, an dem zu erkennen ist, ob es draußen eher warm oder eher kalt ist. Allerdings gibt es verschiedene Skalen, die zum Messen der Temperatur verwendet werden können. In Deutschland und vielen anderen Ländern hat sich die Einheit Grad Celsius etabliert. Sie wurde im 18. Jahrhundert von dem schwedischen Wissenschaftler Anders Celsius entwickelt. Das Symbol von Grad Celsius besteht aus dem Gradzeichen ° und dem Großbuchstaben C.
Grad Celsius: Wie die Maßeinheit definiert ist
Die Skala der Maßeinheit Grad Celsius ist anhand von zwei Fixpunkten definiert. Der Nullpunkt liegt bei der Temperatur, bei der Wasser zu Eis gefriert. Für den Wert von 100 °C wurde die Temperatur festgelegt, bei der Wasser siedet, also zu Wasserdampf wird. Dazwischen liegen 100 gleich große Abschnitte. Selbstverständlich sind auch Temperaturen außerhalb des Bereichs von null bis 100 °C möglich. Wenn das Wetter sehr kalt wird, rutscht die Temperatur unter den Nullpunkt und wird mit einem negativen Wert angegeben. Die niedrigste Temperatur, die je in Deutschland gemessen wurde, lag bei minus 37,8 Grad Celsius. So kalt war es am 12. Februar 1929 im bayerischen Hüll.
Grad Celsius: Wie sich die Temperaturmessung entwickelt hat
Der Mensch hatte schon früh Interesse daran, die Temperatur in seiner Umgebung zu messen. Schon im zweiten Jahrhundert stellten kluge Köpfe fest, dass sich die Luft bei Kälte zusammenzieht und bei Wärme ausdehnt. Im 15. Jahrhundert wurden erste Thermoskope entwickelt. Diese lieferten allerdings keine Zahlenwerte, sondern zeigten lediglich an, dass sich die Temperatur verändert hat. Der erste Mensch, der eine Temperaturskala mit zwei Fixpunkten entwickelte, war der Däne Ole Rømer. Er befasste sich nicht mit dem Wetter, sondern mit der Astronomie.
Trotzdem legte er 1701 den Schmelzpunkt von Salzlake und den Siedepunkt von Wasser als Fixpunkte einer Messskala fest. Verschiedene andere Wissenschaftler entwickelten daraufhin unterschiedliche Skalen, sodass es im 18. Jahrhundert etwa 35 Möglichkeiten gab, die Temperatur zu messen. Zwei Personen, deren Entwicklungen letztlich bedeutsam wurden, waren Daniel Fahrenheit aus Deutschland und Anders Celsius aus Schweden. Letzterer war dafür verantwortlich, dass die Einheit Grad Celsius entstand.
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Grad Celsius: Das Leben und die Verdienste von Anders Celsius
Der 1701 im schwedischen Uppsala geborene Anders Celsius stammte aus einer adligen Familie, die ihren Sitz auf einem Gut namens Doma in der Ortschaft Ovanåker hatte. Das Gut wurde auch als „Högen“ bezeichnet, was auf Deutsch „Hügel“ bedeutet. Der Familienname Celsius ist abgeleitet von „celsus“, dem lateinischen Wort für „Hügel“. Der Vater von Anders Celsius war Professor der Astronomie, einer seiner Großväter war Mathematiker, der andere Astronom. Fast schon zwangsläufig entschied sich auch Anders Celsius für eine Karriere in der Wissenschaft. Er studierte an der Universität Uppsala und trat 1730 in die Fußstapfen seines Vaters, indem er ebenfalls Professor wurde.
Zudem unternahm er viele Reisen und besuchte Observatorien in zahlreichen Ländern, darunter Deutschland, Italien und Frankreich. Diese Recherchereisen führten schließlich dazu, dass er 1741 das erste Observatorium Schwedens in Uppsala gründete. Obwohl er sich nicht in erster Linie mit dem Wetter beschäftigte, arbeitete er trotzdem daran, eine einheitliche Skala für die Messung der Temperatur zu entwickeln. So definierte er im Jahr 1742 die Maßeinheit Grad Celsius. Im Alter von 42 Jahren starb Celsius 1744 in Uppsala und liegt dort in der Kirche Gamla Uppsala begraben.
Temperatur: Wie in Grad Fahrenheit gemessen wird
Während in Deutschland und zahlreichen anderen Ländern die Temperatur in Grad Celsius gemessen wird, kommt in den USA und einigen weiteren Staaten die Maßeinheit Grad Fahrenheit zum Einsatz. Diese geht auf den deutschen Physiker Daniel Fahrenheit zurück, der von 1686 bis 1736 gelebt hat. Als Nullpunkt seiner Messskala definierte er die niedrigste Temperatur, die ein Gemisch aus Wasser, Eis und Salmiak beziehungsweise Seesalz erreichen kann. Dieser Punkt liegt bei minus 17,8 Grad Celsius. Das Ziel von Fahrenheit war es, eine Skala zu schaffen, die keine negativen Werte hat.
Als zweiten Punkt legte er den Gefrierpunkt von Wasser fest, der bei null Grad Celsius und 32 Grad Fahrenheit liegt. Der dritte feste Punkt liegt bei 96 Grad Fahrenheit, was laut dem Physiker der Körpertemperatur des Menschen entspricht. Allerdings hat er diese Temperatur mit 35,6 Grad Celsius etwas zu niedrig angesetzt. In den 1860er-Jahren wurde die Fahrenheit-Skala neu definiert. Als einzige Fixpunkte wurden der Gefrierpunkt des Wassers bei 32 Grad Fahrenheit und der Siedepunkt des Wassers bei 212 Grad Fahrenheit festgelegt. Um in den Vereinigten Staaten zu wissen, wie das Wetter ist, muss man vom Fahrenheit-Wert 32 abziehen und den Rest durch 1,8 teilen, um den Celsius-Wert zu erhalten.
Temperatur: Welche anderen Maßeinheiten es gibt
Zur Bestimmung des Wetters werden weltweit nur die beiden Einheiten Grad Celsius (in Deutschland und den meisten anderen Ländern) und Grad Fahrenheit (in den USA, Belize, den Bahamas und den Cayman-Inseln) verwendet. Es gibt aber noch weitere Skalen, mit denen die Temperatur gemessen werden kann. Die bekanntesten sind:
- Kelvin (Symbol: K)
- Grad Réaumur (Symbol: °Ré)
- Grad Rankine (Symbol: °Ra)
Die Einheit Kelvin entwickelte 1848 der Brite William Thomson Baron Kelvin. Als Nullpunkt seiner Skala legte er den absoluten Nullpunkt fest. Der zweite Fixpunkt war der Tripelpunkt des Wassers, also die Temperatur, bei der flüssiges Wasser, Eis und Wasserdampf den gleichen Sättigungsdampfdruck haben. Er liegt bei etwas mehr als null Grad Celsius beziehungsweise bei 273,15 Kelvin. Praktisch an der Kelvin-Skala ist, dass man zum Umrechnen in Grad Celsius einfach 273,15 subtrahiert.
Die jüngste Temperatureinheit ist Grad Rankine, die der schottische Wissenschaftler William Rankine im Jahr 1859 entwickelte. Sie hat den gleichen Nullpunkt wie die Kelvin-Skala, seine Einteilung basiert aber auf der Fahrenheit-Skala. Der Franzose René-Antoine Ferchault de Réaumur definierte 1730 die Einheit Grad Réaumur. Diese verwendet den Schmelzpunkt von Eis und den Siedepunkt von Wasser als Fixpunkte, dazwischen liegen 80 Abstufungen.
Temperatur: Wie in Grad Celsius gemessen wird
Um die Temperatur zu bestimmen, benötigt man ein Thermometer, das in der Einheit Grad Celsius misst. Lange Zeit stellten Thermometer mit Quecksilber die einzige Möglichkeit dar, die Temperatur zu ermitteln und somit etwa zu erfahren, wie warm oder kalt das Wetter ist. Das chemische Element Quecksilber dehnt sich zuverlässig aus. Wird es in ein Glasröhrchen gegeben, das mit einer Skala versehen ist, zeigt es somit die Temperatur an. Allerdings ist Quecksilber giftig, weshalb der Verkauf von Thermometern mit diesem Material seit 2009 in der EU verboten ist. Stattdessen kommen überwiegend digitale Thermometer zum Einsatz. Das weltweit größte Thermometer aus Holz befindet sich übrigens in Deutschland. Es ist 7,45 Meter hoch und steht in der Nähe des Bahnhofs von Gernrode im Harz. (Alexander Kords)