Re: Fahrenheit Skalierung?

Hallo Adler
es gibt verschiedene Meßsysteme, die mit der damaligen Technologie zusammenhängen:
Die erste Beschreibung eines Thermometers stammt aus dem Jahre 1593.
In diesem Jahre baute und beschrieb der Gelehrte Galileo Galilei einen Apparat, der sich für Temperaturmessungen eignete.
Der Apparat war sehr einfach gebaut. Er bestand aus einer engen Glasröhre, an dessen Ende eine Kugel geblasen war. Das noch offene Ende der Glasröhre wurde in eine Flasche mit gefärbten Wasser getaucht. Um das "Thermometer" betriebsfertig zu machen, musste die Kugel erwärmt werden. Die eingeschlossen Luft dehnte sich aus und entwich durch das Wasser in den Raum. Nach dem Abkühlen stieg das gefärbte Wasser in der Röhre hoch.
Mit dem so hergerichteten Gerät konnten Temperaturveränderungen nachgewiesen werden. Wurde es wärmer, dehnte sich die in der Kugel eingeschlossene Luft aus und drückte die Wassersäule tiefer. Wurde es kälter, zog sich die eingeschlossene Luft zusammen, die Säule stieg höher an. Die Temperaturanzeige an diesem "Thermometer" war also umgekehrt wie bei unseren heutigen Thermometern. Mit diesem Thermometer von Galilei waren jedoch keine genauen und präzisen Messungen durchführbar, weil außer der Temperatur das Gerät noch auf die Veränderungen des herrschenden Luftdruckes reagierte. Blieb die Temperatur gleich und änderte sich der Luftdruck, so trat auch eine Ãnderung des Säulenstandes ein.

Dieser Fehler wurde auch bald erkannt und bereits im Jahre 1631 konstruierte der französische Arzt Rey das erste Flüssigkeitsthermometer. Es war mit Wasser gefüllt und unterschied sich in seiner Form nicht mehr von unseren heutigen. Durch die Wasserfüllung hatte es natürlich große Mängel. Kältegrade beispielsweise konnten überhaupt nicht gemessen werden, weil Wasser die größte Dichte bei + 4% hat. Darunter dehnt es sich wieder aus und gefriert bereits bei 0°C. Durch die unterschiedliche Ausdehnung des Wassers waren auch keine genauen Messungen möglich, wenn Vergleiche mit unseren heutigen Thermometern gezogen werden. Andererseits übertraf aber die Messgenauigkeit dieses Flüssigkeitsthermometers von Rey bei weitem den Temperaturmessapparat von Galilei.

Die Temperaturanzeige dieses Thermometers entsprach auch bereits denen unserer heutigen Thermometer.
Kurze Zeit später im Jahre 1640 gab es die ersten Weingeistthermometer. Mit unseren heutigen Thermometern verglichen wichen sie im wesentlichen nur noch in den Fundamentalpunkten von einander ab. Jeder legte sie nach eigenem Ermessen fest.
Der eine benutzte die Bluttemperatur, ein anderer die größte Sommerwärme als höchsten Festpunkt und als niedrigsten die größte Winterkälte oder eine Kältemischung aus Schnee und Salz. Einheitliche Temperaturmessungen konnten deshalb nur vorgenommen werden, wenn auch die Thermometer vom gleichen Erzeuger stammten.

In dieses Wirrwarr brachte erst der englische Physiker Hooke etwas Ordnung. Er war ein Schüler des ebenfalls englischen Physikers Boyle, der die Gasdruckgesetze gefunden und entdeckt harte.
Hooke schlug als Fundamentalpunkte für Thermometer den Gefrier- und Siedepunkt des Wassers vor, weil Wasser an allen Stellen der Erde zu finden ist und daher jeder Hersteller in der Lage ist seine Thermometer nach diesen Werten zu justieren. Ferner empfahl er zugleich Quecksilber als Füllflüssigkeit zu nehmen wegen des großen Verwendungsbereiches.
Fahrenheit aus Danzig stellte1714 das erste Quecksilberthermometer her.
Als Nullpunkt legte er einen Punkt fest, den er bei einer Mischung von Schnee mit Salmiakgeist erhielt. Hierbei ging er von der Überlegung aus, dass die Kälte einmal aufhören muss. Er dachte also ganz richtig, wenn er annahm, dass es einen absoluten Nullpunkt geben muss.
Er wusste aber nicht, dass dieser absolute Nullpunkt bei -273°C liegt, sondern nahm an, dass die von ihm angewandte Kältemischung der absolute Nullpunkt sei. Eine Anekdote erzählt von ihm, wie er mit seinem Thermometer herumgereist ist in Gegenden, von denen große "Kälten" gemeldet wurden und dass es nirgends kälter war, wie die von ihm hergestellte Kältemischung. Diese Tatsache soll ihn noch in seiner Annahme, den absoluten Nullpunkt gefunden zu haben, bekräftigt haben. Als oberen Fundamentalpunkt nahm er die Körpertemperatur an und teilte diese Strecke in 8 mal 12 = 96 gleiche Teile, gemäß den damals vorherrschenden Zwölferzahlensystem. Diese Teilung führte er später bis zum Siedepunkt des Wassers fort und erhielt dort 212°. Auf dieser Skale liegt der Eispunkt bei +32°.

Während Fahrenheit Quecksilber als Füllung benutzte, baute der Franzose Réaumur 1730 ein ähnliches Thermometer, benutzte jedoch als Füllung Alkohol. Den Eispunkt bezeichnete er mit Null und den Siedepunkt des Alkohols mit 64°. Auch er teilte später seine Skala bis zum Siedepunkt des Wassers durch und kam so auf 80°. 80° Réaumur entsprechen deshalb 212° -32 ° = 180° Fahrenheit.

Im Jahre 1736 kehrte der Schwede Celsius wegen der Unzulänglichkeit des Alkohols bei höheren Temperaturen zum Quecksilber zurück. Als Fundamentalpunkte benutzte er den Eispunkt und den Siedepunkt des Wassers. Den Abstand teilte er in 100 gleiche Teile und setzt aber den Eispunkt gleich 100 und den Siedepunkt gleich Null. Erst sein Landsmann Linné drehte im Jahre 1740 die Skale um. Diese Thermometereinteilung ist heute noch am gebräuchlichsten. Sie stammt also von Linné, obwohl sie nach Celsius benannt wird.

Kelvin (K) wird hauptsächlich in der Wissenschaft eingesetzt, eine vom britischen Physiker William Lord Kelvin of Largs eingeführte Temperaturskala. Er hat den Nullpunkt der Skala auf den absoluten Nullpunkt festgesetzt. Der absolute Nullpunkt liegt dort, wo die mittlere Bewegungsenergie aller Gasmoleküle auf Null absinkt. Dies ist bei -273.15° Celsius der Fall.
0 Grad Celsius sind also 273,15 K.
Gruß
Rainer
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