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Was ist Temperatur?

Antwort #1

Level 2 (bis zur 13. Klasse)
Beantwortet von

Betrachte eine abgeschlossene Box, in der sich ein Gas befindet. Die Temperatur \(T\) dieses Gases beschreibt die durchschnittliche kinetische Energie \( \overline{W}_{\text{kin}}\):

Temperatur als mittlere kinetische Energie
Anker zu dieser Formel

Hierbei ist \(k_{\text B}\) die Boltzmann-Konstante mit dem Wert \( k_{\text B} = 1.38 \cdot 10^{-23}\, \frac{\mathrm{J}}{\mathrm{K}} \). Und \( f \) ist die Anzahl der Freiheitsgrade eines Gasteilchens. Wenn sich ein Gasteilchen beispielsweise in alle drei Raumrichtungen bewegen kann, aber nicht rotiert, dann wäre \(f=3\).

Temperatur ist also ein Maß dafür, wie schnell sich die Teilchen in einem Körper bewegen. Je schneller sie sich bewegen, desto größer ist die Temperatur. Je langsamer sie sich bewegen, desto kleiner ist die Temperatur. Im Extremfall, wenn sich die Teilchen gar nicht bewegen, ist die Temperatur \( T = 0 \, \mathrm{K} \).

Absolute Temperatur wird in der Einheit "Kelvin" gemessen und die niedrigste Temperatur ist eben \( T = 0 \, \mathrm{K} \). Du kannst die absolute Temperatur in Grad Celsius mit der folgenden Umrechungsformel angeben:

Umrechungsformel: Kelvin in Celsius
Anker zu dieser Formel

Hierbei ist \( T_{\mathrm C} \) die Temperatur in Grad Celsius und \(T\) die Temperatur in Kelvin. An der Formel kannst du ablesen, dass die physikalisch niedrigste Temperatur bei \( T_{\mathrm C} = -273.15\, ^\circ \mathrm{C} \) liegt.