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Wärmelehre-Begriffe

Kreuzworträtsel

Temperatur und absoluter Nullpunkt

Wenn sich ein Gegenstand warm anfühlt, so bewegen sich die Atome darin schnell in zufälligen Richtungen, und wenn der Gegenstand sich kalt anfühlt, so bewegen sich die Atome langsamer. Diese zufälligen Bewegungen geben unserem Körper das Gefühl von warm und kalt, und ein Thermometer zeigt diese atomaren Bewegungen als eine gewisse Anzahl von Grad an.


Wenn ich also einen Gegenstand erwärme, so bewirke ich nur, dass sich dessen Atome schneller bewegen?
Ganz genau. Wenn es sich um einen festen Körper handelt, so schwingen die Atome hin und her, und in einem Gas wie der Luft fliegen die Atome umher wie kleine Kugeln

Die Atome hüpfen also herum, sodass sich jedes Atom manchmal schnell bewegt und manchmal langsam. Es scheint, als würde sich die Temperatur des Gegenstands ständig ändern.
In einer Gruppe von Atomen gibt es eine ganze Palette von Geschwindigkeiten, aber auch dann, wenn sich die Geschwindigkeit eines einzelnen Atoms ändert, so ändert sich die mittlere Geschwindigkeit der ganzen Gruppe nicht. Jedes mal, wenn ein Atom langsamer wird, bewegt sich ein anderes schneller. Daher beschreibt die Temperatur eigentlich die Breite der Palette von Geschwindigkeiten der ganzen Gruppe von Atomen.

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In einer Gruppe von Atomen gibt es eine ganze Palette von Geschwindigkeiten, aber auch dann, wenn sich die Geschwindigkeit eines einzelnen Atoms ändert, so ändert sich die mittlere Geschwindigkeit der ganzen Gruppe nicht. Siehst du, wie jedesmal, wenn ein Atom langsamer wird, ein anderes sich schneller bewegt? Daher beschreibt die Temperatur eigentlich die Breite der Palette von Geschwindigkeiten der ganzen Gruppe von Atomen. Die Physiker gebrauchen meist eine andere Temperaturskala, welche in direktem Zusammenhang mit der Geschwindigkeit der Atome im Gas steht. Diese heißt absolute Temperaturskala, und ein Temperaturunterschied von einem Kelvin (einem Grad) auf dieser Skala entspricht einem Grad Celsius. Der Unterschied zur Celsius-Skala ist jedoch die Lage des Nullpunkts.

Temperaturskala

Celsius(°C):
Als Fixpunkte für die Celsiusskala wurden sowohl der Gefrier- als auch der Siedepunkt von Wasser bei Normaldruck (1013,25 hPa) verwendet. Der Gefrierpunkt wird bei 0 Grad Celsius angesetzt, der Siedepunkt bei 100 Grad Celsius. Der Rest der Skala wurde in 100 gleichgroße Schritte unterteilt. Die Skala entstand 1742, wurde von Anders Celsius entwickelt und ist heute weltweit verbreitet.

Kelvin(K):
1954 wurde die Kelvinskala als SI Einheit definiert. Dabei wurde der Nullpunkt der Kelvinskala bei -273,15 °C, also 0 K festgelegt. Als Zweiter Fixpunkt wurde der Tripelpunkt des Wassers bei 0,01 °C festgelegt. 0°C entspricht somit 273 K.

 

Fahrenheit(°F):

Der Nullpunkt der Fahrenheitskala wurde von Daniel Gabriel Fahrenheit auf die Temperatur der kältesten Tage in seiner Heimatstadt Danzig gesetzt. Diese Temperatur betrug -17,8 Grad. Als zweiten Fixpunkt wählte Fahrenheit 1714 den Gefrierpunkt von Wasser und legen diesen Wert bei 32 Grad Fahrenheit fest. Als dritten Punkt legte er die Körpertemperatur eines gesunden Menschen bei 96 Grad fest. Nachdem diese Werte im Nachhinein nicht mehr reproduzierbar waren, wurden 2 neuen Fixpunkte 32 Grad am Gefrierpunkt und 212 Grad beim Siedepunkt festgelegt. Damit beträgt die normale Temperatur eines gesunden Menschen 98,5 Grad Fahrenheit.

 

Reaumur(°R):

Die Reaumur-Skala wurde 1730 vom französischen Naturforscher René de Réaumur festgelegt. Die Fixpunkte der Skala sind der Schmelzpunkt von Wasser bei 0°Ré und der Siedepunkt von Wasser bei 80°Ré. Der Reste der Skala wurde in 80 Teile unterteilt. Die Reaumur-Skala ist allerdings keine genaue Skala, da sie auf der Ausdehnung von Ethanol beruht, welches allerdings keine lineare Ausdehnung besitzt.

Temperatur und Ausdehnung

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