Die drei Formeln für Temperaturwerte
°F = °C × 1,8 + 32; °C = (°F − 32) ÷ 1,8; K = °C + 273,15. So entsprechen 20 °C genau 68 °F und 293,15 K. Celsius und Fahrenheit unterscheiden sich sowohl in der Schrittgröße als auch im Bezugspunkt. Kelvin verwendet dieselbe Schrittgröße wie Celsius, beginnt aber am absoluten Nullpunkt.
| Celsius | Fahrenheit | Kelvin |
|---|---|---|
| −40 °C | −40 °F | 233,15 K |
| 0 °C | 32 °F | 273,15 K |
| 20 °C | 68 °F | 293,15 K |
| 100 °C | 212 °F | 373,15 K |
Warum die Reihenfolge zählt
Um 77 °F nach Celsius umzurechnen, ziehst du zuerst 32 ab und teilst dann durch 1,8. Es ergibt sich (77 − 32)/1,8 = 25 °C. Würdest du zuerst 77 durch 1,8 teilen und danach 32 abziehen, würdest du eine andere Formel berechnen. Schreibe die Klammer deshalb auch in Tabellenkalkulationen oder Notizen ausdrücklich hin.
Für die Gegenprobe rechnest du 25 × 1,8 + 32 = 77. Ein einzelner bekannter Fixwert wie 0 °C = 32 °F kann zusätzlich zeigen, ob die Richtung stimmt. Der Temperaturumrechner übernimmt diese Formeln für absolute Temperaturangaben.
Ein Temperaturunterschied ist kein Temperaturwert
Steigt eine Temperatur von 20 auf 30 °C, beträgt der Unterschied 10 °C beziehungsweise 10 K. In Fahrenheit steigt sie von 68 auf 86 °F, also um 18 °F. Bei einer Differenz entfällt der Nullpunktversatz: Δ°F = Δ°C × 1,8. Auf einen Unterschied von 10 °C dürfen nicht noch 32 addiert werden. Der Wert 50 °F wäre die Umrechnung der Temperatur 10 °C, nicht die Umrechnung des Unterschieds.
Grenzen und praktische Messwerte
0 K entspricht −273,15 °C. Der Rechner weist Temperaturwerte unter diesem Nullpunkt zurück. Eine Umrechnung kann jedoch keine Messung korrigieren: Sensorabweichung, Rundung auf dem Display oder die Messstelle bleiben dieselben. Ein auf ganze Grad gerundeter Eingabewert wird durch mehrere Dezimalstellen im Ergebnis nicht genauer.
Auch bekannte Aussagen über Gefrieren und Sieden setzen Bedingungen voraus. Die Tabelle ist eine Umrechnung von Skalenwerten und keine vollständige Beschreibung jedes Stoffes bei jedem Druck. Für technische Modelle muss zudem feststehen, ob eine Formel Celsius oder Kelvin erwartet. Der Schallgeschwindigkeits-Rechner wandelt die eingegebene Lufttemperatur intern in Kelvin um und verwendet ein begrenztes Modell für trockene Luft. Ein korrekter Temperaturwechsel erweitert dieses Modell nicht auf Wasser, Metalle oder beliebige Gase.
Warum darf eine physikalische Formel eine andere Skala verlangen?
In manchen physikalischen Modellen kommt das Verhältnis zweier absoluter Temperaturen vor. Dann ist Kelvin erforderlich. 40 °C sind nicht doppelt so viel absolute Temperatur wie 20 °C: Die entsprechenden Werte sind 313,15 K und 293,15 K. Das Verhältnis beträgt ungefähr 1,068. Ein Verhältnis von Celsius-Zahlen wäre durch den willkürlich verschobenen Nullpunkt verfälscht.
Bei einer Temperaturänderung ist die Situation anders. Die Differenz zwischen 40 und 20 °C beträgt 20 Gradschritte und damit 20 K. Für eine Formel wie Wärmeenergie = Masse × Wärmekapazität × Temperaturänderung kann diese Differenz direkt eingesetzt werden, sofern die übrigen Einheiten passen. Erst die Bedeutung der Größe entscheidet, welche Umrechnung notwendig ist.
Eine praktische Methode zur Kontrolle ist daher die Frage: Handelt es sich um einen Zustand oder um einen Abstand zwischen zwei Zuständen? Notiere vor der Rechnung T für einen Wert und ΔT für eine Differenz. Die Grenzen des Ergebnisses ergeben sich weiterhin aus Messunsicherheit und Geltungsbereich des verwendeten physikalischen Modells.