Die Temperatur
Temperaturmessung
Dass man zur Temperaturmessung ein Thermometer verwendet, wird Sie nicht überraschen, aber vermutlich die Fragen:
Warum ist in Amerika eine Temperatur von 68 Grad angenehm, aber in Deutschland unangenehm?
Warum ist es klar, dass man bei Null Grad in Deutschland friert, aber warum friert man in Amerika bei 32 Grad auch?
Sie merken, ich habe hier einen typischen Fehler gemacht, der im Unterricht und in der Alltagssprache immer wieder auftaucht: Ich habe die Maßeinheiten weggelassen.
68 Grad Fahrenheit entsprechen [] 20 Grad Celsius, 0° C entsprechen []32° F.
Wenn Sie diese Zahlenpaare gegenüber stellen stellen Sie fest: Die Werte verändern sich nicht proportional.
68° F 20° C und 0° C 32° F
Dieses Kapitel geht dieser Frage auf den Grund.Physikalische Grundlage der Temperaturmessung
Es gibt keine Naturkonstante, über die man die Temperatur bestimmen kann. Das gilt für fast alle Messgrößen.
Das merken Sie schon selbst, daran, dass Sie Objekte in Ihrer Umgebung -die alle die gleiche Temperatur haben- unterschiedliche 'warm' wahr nehmen:
Legen sie mal Ihre Hand auf ein Stück Alufolie und auf ein Stück Pappe. Ihre sensitive Wahrnehmung wird Innen suggerieren, dass die Alufolie 'kälter' als die Pappe ist.
Temperatur ist eine individuelle Wahrnehmung. Um diese zu normieren -also messbar zu machen-, benötigt man eine akzeptierte und verbindliche Messskala.
Dazu bedient man sich der Körpereigenschaften, die universell, also für -fast- alle Körper gelten:
Alle Körper dehnen sich bei Erwärmung gleichmäßig aus und ziehen sich bei Abkühlung gleichmäßig zusammen.
Diese Eigenschaften machen es möglich, Temperaturen über diese Längen- bzw. Volumenänderung indirekt zu ermitteln.
Amerika und Europa - ein Skalenstreit
Umrechnungen verstehen
Das obere Applet zeigt, dass man offensichtlich Temperaturen in unterschiedlichen Messgrößen angeben kann, und diese dann ineinander umrechnen kann. Unbeantwortet bleibt jedoch, woher die 'Formeln kommen. Das liegt daran, dass man zwar das Thermometer benutzt, aber selten danach fragt, wie diese Thermometer entstanden sind. Das nachfolgende Applet bietet die Möglichkeit, sich zunächst die Skalen in dem Bereich anzuschauen, in dem die Thermometer geeicht worden sind. Hinzu kommt, dass die Endsilbe -meter ( griech. Maß, Maßstab) eigentlich gut gewählt ist:
Meter bedeutet Maßstab und der Begriff Maßstab ist eng verwandt mit Längen, und in der Einführung wurde ja schon gesagt, dass man die Temperatur indirekt über die Längenänderung von Körpern misst. Beobachten Sie zunächst dass Applet, indem Sie am Punkt t ziehen.