Temperatur ist eine physikalische Größe, die es uns ermöglicht, den Grad der thermischen Energie in einem Objekt oder einer Substanz anhand der durchschnittlichen kinetischen Energie seiner Partikel zu messen. Vereinfacht ausgedrückt gilt: Je größer die Bewegungsenergie der Teilchen, desto höher die Temperatur. Im Gegenteil: Je weniger Bewegung, desto geringer. Somit hilft uns die Temperatur, wissenschaftlich zu beschreiben, was wir als Wärme oder Kälte wahrnehmen.
Um die Temperatur zu messen, verwenden wir Thermometer, die auf verschiedenen Skalen kalibriert sind, am häufigsten sind Celsius, Kelvin und Fahrenheit. Im Internationalen System ist die offizielle Einheit Kelvin (K), die den absoluten Nullpunkt definiert, den Punkt, an dem die Bewegung der Teilchen praktisch aufhören würde. Darüber hinaus werden in vielen Zusammenhängen die Grad Celsius (ºC) und in angelsächsischen Ländern die Grad Fahrenheit (ºF) verwendet.
Als nächstes werden wir einige Beispiele für Temperaturen sehen, die uns helfen werden, besser zu verstehen, wie sich diese Größenordnung in verschiedenen Kontexten verhält, von der Natur bis zur alltäglichen Umgebung.
1. Gefrierpunkt von Wasser
Die Gefriertemperatur von Wasser beträgt: 0 Grad Celsius (ºC), 273 Kelvin (K), 32 Grad Fahrenheit (ºF).
Diese Daten können jedoch je nach Druck, dem es ausgesetzt ist, und möglichen Verunreinigungen leicht variieren.
Gleichzeitig verwandelt sich Eis in Wasser, dessen Temperatur dem Gefrierpunkt entspricht.
2. Beispiel im menschlichen Körper
Die normale Körpertemperatur des Menschen wird auf etwa 36,8 Grad Celsius (ºC) geschätzt .
Hierzu wurden zahlreiche Studien durchgeführt und je nach Quelle mehrere mögliche „normale“ Temperaturen angegeben. Aktuelle Studien deuten auf eine Temperatur zwischen 35 und 36,9 °C hin, mit einigen individuellen Schwankungen.
3. Siedepunkt von Wasser
Der Siedepunkt von Wasser auf Meereshöhe beträgt 100 Grad Celsius (ºC). Auf dieser Höhe beträgt der Druck eine Atmosphäre.
Dieser Datensatz kann variieren, wenn der Druck oder die Reinheit des Wassers variieren.
Der Siedepunkt ist die Temperatur, bei der ein Element oder eine chemische Verbindung unter bestimmten Druckbedingungen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht.
4. Temperatur im Kern der Sonne
Die Temperatur im Sonnenkern beträgt 15.700.000 Kelvin (K).
Der Sonnenkern ist der innerste Teil der Sonne und weist daher das höchste Temperaturniveau auf. Darin finden Kernfusionsreaktionen statt, die für die Erzeugung der Sonnenenergie, ihre Helligkeit und letztendlich die Unterstützung des Lebens auf der Erde verantwortlich sind.
5. Beispiel im Erdkern
Der Erdkern hat eine Temperatur von über 4.000 °C, 4.237 K oder 7.232 °F.
Der Kern besteht vermutlich aus einer Legierung aus Eisen und Nickel mit einer Mischung anderer siderophiler Elemente. Die Vorkommenstiefe beträgt 2900 km. Der durchschnittliche Radius der Kugel beträgt 3500 km.
6. Kühlschranktemperatur
Die ideale Kühlschranktemperatur beträgt 3 °C (37,4 °F), was dazu beiträgt, Lebensmittel frisch zu halten und das Wachstum von Bakterien zu verlangsamen, ohne Produkte einzufrieren. Durch die Beibehaltung dieser Temperatur wird das Abfallrisiko verringert und die Qualität und der Geschmack der Lebensmittel länger bewahrt.
Im Gefrierschrank beträgt die empfohlene Temperatur -19 °C (-2,2 °F), ideal für die Langzeitlagerung. Bei dieser Temperatur hört die mikrobielle Aktivität fast vollständig auf, sodass die Produkte über Monate hinweg sicher gelagert werden können, ohne dass ihre Qualität beeinträchtigt wird.
7. Schmelzpunkt von Stahl
Stahl schmilzt bei einer Temperatur von etwa 1375 °C.
Dieser Schmelzpunkt hängt jedoch von der Art und Zusammensetzung der Legierung ab. Die Schmelztemperatur von Eisen, seinem Hauptbestandteil, beträgt 1510 °C.
Weitere Temperaturbeispiele
Hier sind einige interessante Fälle von Temperaturen in verschiedenen Kontexten:
- Flüssiger Stickstoff: Dies ist etwa -196 ºC (-321 ºF oder 77 K). Durch den Einsatz in der Kryotechnik können biologische Proben über lange Zeiträume aufbewahrt werden, da die extreme Kälte nahezu augenblicklich gefriert.
- Vulkanische Lava: Sie kann je nach Vulkantyp und Magma zwischen 700 und 1200 °C heiß sein. Obwohl es eine Gefahr darstellt, entstehen beim Abkühlen neue Gesteinsschichten auf der Erdoberfläche.
- Winter in der Antarktis: Die niedrigste auf der Erde gemessene Temperatur betrug 1983 -89,2 °C (-128,6 °F). Unter diesen extremen Bedingungen kann eine längere Exposition zu Unterkühlung und Erfrierungen führen.
- Verbrennung von Papier: Papier beginnt bei etwa 233 °C (451 °F) zu brennen, eine Tatsache, die im Roman „Fahrenheit 451“ populär gemacht wurde. Dieser Wert ist für den Brandschutz wichtig.
- Flamme eines Feuerzeugs: Sie erreicht etwa 1.970 ºC (3.578 ºF) und erleichtert durch die Verbrennung von Gasen wie Butan die Entzündung gewöhnlicher Materialien.