Hauptmenü öffnen

Grad Fahrenheit

Maßeinheit für Temperatur
Physikalische Einheit
Einheitenname Grad Fahrenheit

Einheitenzeichen
Physikalische Größe(n) Temperatur
Formelzeichen
System Angloamerikanisches Maßsystem
Benannt nach Daniel Gabriel Fahrenheit

Grad Fahrenheit ist eine Maßeinheit der Temperatur. Sie wurde nach Daniel Gabriel Fahrenheit benannt.

Inhaltsverzeichnis

Fahrenheits FestlegungenBearbeiten

 
Fahrenheit-Denkmal in Danzig

Fahrenheit entwickelte seine Temperaturskala nach einem Besuch bei dem dänischen Astronomen Ole Rømer in Kopenhagen. Rømer war der Erste, der ein Thermometer entwickelte, das mit Hilfe zweier Fixpunkte kalibriert wurde. In der Rømer-Skala liegt der Gefrierpunkt des Wassers bei ca. 7,5 °Rø, der Siedepunkt bei 60 °Rø und die durchschnittliche Körpertemperatur eines Menschen bei ca. 26,9 °Rø.

Fahrenheit verwendete demgegenüber als Nullpunkt seiner Skala die tiefste Temperatur, die er mit einer Mischung aus Eis, Wasser und Salmiak (= Ammoniumchlorid) oder Seesalz (Kältemischung) erzeugen konnte: −17,8 °C welche 0 °F entsprechen.[1] Dadurch wollte er in seiner Skala negative Werte vermeiden, wie sie bei der Rømer-Skala bei Temperaturen unter −14,3 °C auftreten.

Als zweiten und dritten Fixpunkt legte Fahrenheit 1714 den Gefrierpunkt des reinen Wassers (Eispunkt) bei 32 °F und die Körpertemperatur eines gesunden Menschen bei 96 °F fest.[2] Allerdings entsprechen 96 °F rund 35,6 °C; dieser Wert liegt, verglichen mit heute üblichen Messmethoden, unterhalb des menschlichen Normaltemperaturbereichs.

WeiterentwicklungBearbeiten

 
Thermometer mit Celsius-Skala (links) und Fahrenheit-Skala (rechts)

Der Nachteil dieser Skala bestand darin, dass mit der verbesserten Genauigkeit von Messungen im 19. Jahrhundert insbesondere der untere und der obere Fixpunkt nicht hinreichend genau reproduzierbar waren. Es wurde damit eine Neudefinition der Skala nötig. Zur Definition einer Temperaturskala benötigt man zum einen nur zwei verschiedene, dafür aber möglichst genau reproduzierbare Temperaturen, zum anderen die willkürliche Festlegung der Einteilung der Temperaturdifferenz in Skalenteile und eines Skalennullpunkts.

Seit den 1860er Jahren, und gesetzlich eingeführt in den Vereinigten Staaten mit dem Mendenhall Order von 1893, versuchte man die hergebrachten Einheiten (customary units) des angloamerikanischen Maßsystems an die Definitionen des internationalen metrischen Systems anzubinden. Seit dieser Zeit war die Fahrenheit-Skala durch die Skala des hundertteiligen Thermometers definiert, und hatte damit also als Fixpunkte den Gefrierpunkt (gleich 32 °F) und den Siedepunkt des Wassers (gleich 212 °F). Seit 1948, als das hundertteilige Thermometer in Celsius-Skala umbenannt und neu definiert wurde, ist die Fahrenheitskala indirekt durch die Kelvin-Skala definiert.[3]

Die Fahrenheit-Skala war im 18. und frühen 19. Jahrhundert auch in Europa verbreitet (neben anderen, nun gänzlich unüblichen Skalen); erst mit der Durchsetzung des metrischen Systems seit dem mittleren 19. Jahrhundert hat sich in Kontinentaleuropa die Celsius-Skala durchgesetzt. In Großbritannien blieb die Fahrenheit-Skala länger in Gebrauch. Dort wurde sie zudem auch für die Definition gewisser anderer imperialer Maßeinheiten verwendet; so war etwa im Weights and Measures Act von 1855 das Yard definiert anhand eines Norm-Yards aus Bronze und Gold bei einer Temperatur von 62 °F. Kopien dieses Norm-Yards, die herstellungsbedingt leichte Abweichungen aufwiesen, wurden durch die Angabe von leicht abweichenden Temperaturen geeicht (zwischen 61,94 und 62,16 °F).[4]

Die offizielle Einführung des metrischen Systems (metrication) wurde in Großbritannien bereits ab 1818 diskutiert und zwischen 1965 und 1980 aktiv vorangetrieben, dann aber wieder aufgegeben. Zwingend wurde die Einführung erst mit der Mitgliedschaft in der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft ab 1995 umgesetzt. In inoffiziellen Publikationen, besonders in Wetterprognosen, wurde die Fahrenheit-Skala in Großbritannien auch nach 1995 verwendet, allerdings mit abnehmender Tendenz.

Offizielle Verwendung findet die Fahrenheit-Skala nur noch in den USA und ihren Außengebieten, in Belize sowie auf den Bahamas und den Cayman Islands.

UmrechnungBearbeiten

Im Folgenden werden einige Umrechnungstabellen für verschiedene Temperaturwerte und -Einheiten angegeben.

TemperaturskalenBearbeiten

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, früher TTri(H2O) = 273,16 K[Anm 1] Jetzt festgelegt über Natur­kon­stanten [Anm 2] 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[Anm 3] später Neudefinition TSchm(H2O) = 32 °F
Jetzt Kopplung an Kelvin, ursprünglich
TMensch = 96 °F[Anm 3] später Neudefinition 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 4] TSied(H2O) = 60 °Rø   Ole Rømer 1701 keines
Anmerkungen zur Tabelle:
  1. Ursprünglich über die Temperaturdifferenz der Celsius-Skala definiert, ΔT = 1 K ≡ 1 °C.
  2. 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.
  3. a b Ursprünglich genutzt wurde die Temperatur einer Kältemischung von Eis, Wasser und Salmiak oder Seesalz (−17,8 °C) und die „Körpertemperatur eines gesunden Menschen“ (35,6 °C)
  4. Genutzt wurde die Schmelztemperatur einer Salzlake (−14,3 °C).

TemperaturumrechnungBearbeiten

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

TemperaturvergleichBearbeiten

Fixpunkte gebräuchlicher Temperaturskalen
Kelvin Grad Celsius Grad Fahrenheit Grad Rankine Grad Réaumur
Siedepunkt von Wasser bei Normaldruck 373,15 K 100,00 °C 212,00 °F 671,67 °Ra 80,00 °R
Körpertemperatur des Menschen“ nach Fahrenheit 308,71 K 35,56 °C 96,00 °F 555,67 °Ra 28,44 °R
Tripelpunkt von Wasser 273,16 K 0,01 °C 32,02 °F 491,69 °Ra 0,01 °R
Gefrierpunkt von Wasser bei Normaldruck 273,15 K 0,00 °C 32,00 °F 491,67 °Ra 0,00 °R
Kältemischung aus Wasser, Eis und NH4Cl 255,37 K −17,78 °C 0,00 °F 459,67 °Ra −14,22 °R
absoluter Nullpunkt 0 K −273,15 °C −459,67 °F 0 °Ra −218,52 °R

Die Fixpunkte, mit denen die Skalen ursprünglich definiert wurden, sind farblich hervorgehoben. Heute gelten sie nur noch näherungsweise. Nur der absolute Nullpunkt hat (in allen fünf Skalen) weiterhin exakt die angegebenen Werte.


PostwertzeichenBearbeiten

Zum 300. Jahrestag der Einführung der Fahrenheitskala gab die Deutsche Post AG am 3. November 2014 ein Sonderpostwertzeichen im Wert von 60 Eurocent heraus. Der Markenentwurf stammt von den Grafikern Thomas und Martin Poschauko.

WeblinksBearbeiten

  Commons: Grad Fahrenheit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Englische Übersetzung des lateinischen Originaltextes von Fahrenheit
  2. Daniel Gabriel Fahrenheit: Experimente und Beobachtungen über das Gefrieren des Wassers im Vacuum. Phil. Transact. London. Vol. XXXIII, 1724, S. 78–84. In: Arthur von Oettingen (Hrsg.): Ostwald’s Klassiker der exakten Wissenschaften, Bd. 57. Engelmann, Leipzig 1894.
  3. NIST, SI Units - Temperature, Fassung vom 5. Juni 2019
  4. A collection of public general statutes passed in the 18th and 19th years of the reign of Her Majesty Queen Victoria, 1855, pp. 273–275 (engl.).