Celsius, Fahrenheit und Kelvin: Formeln und Beispiele

Drei Skalen, drei Zwecke

Die Celsius-Skala (°C) wird in Deutschland, Österreich, der Schweiz und fast überall auf der Welt verwendet: für Wettervorhersagen, beim Kochen und in der Medizin. Die Fahrenheit-Skala (°F) kommt im Alltag vor allem in den Vereinigten Staaten und einigen wenigen anderen Ländern zum Einsatz. Kelvin (K) ist die Einheit der Wissenschaft und Technik, und sie wird ohne Gradzeichen geschrieben: 300 K, nicht 300 °K.

Ein Grad Celsius und ein Kelvin sind gleich groß, nur der Nullpunkt unterscheidet sich. Ein Grad Fahrenheit ist kleiner: Ein Grad Celsius entspricht 1,8 Grad Fahrenheit.

Exakte Formeln

Celsius in Fahrenheit: °F = °C × 9/5 + 32. Fahrenheit in Celsius: °C = (°F − 32) × 5/9. Celsius in Kelvin: K = °C + 273,15. Kelvin in Celsius: °C = K − 273,15.

Beispiel: 25 °C sind 25 × 1,8 + 32 = 77 °F und 298,15 K. Ein weiteres: 100 °F sind (100 − 32) × 5/9 = 37,8 °C. Achten Sie auf die Klammern: Ziehen Sie zuerst 32 ab und multiplizieren Sie erst dann.

Kopfrechnen

Um Celsius grob in Fahrenheit umzurechnen, verdoppeln Sie die Zahl und addieren 30. Zum Beispiel ergeben 20 °C dann 40 + 30 = 70 °F, der wahre Wert beträgt 68 °F. Das ist nur eine Näherung: Der Fehler wächst, je weiter Sie sich von etwa 10 °C entfernen, doch zur Einschätzung des Wetters genügt es.

Umgekehrt ziehen Sie von Fahrenheit 30 ab und halbieren das Ergebnis: 70 °F ergeben 20 °C, während der wahre Wert 21,1 °C beträgt. Wenn Sie ein verlässliches Ergebnis brauchen, etwa beim Kochen oder beim Messen der Körpertemperatur, verwenden Sie die richtige Formel oder einen Konverter.

Nützliche Referenztemperaturen

Backofen- und Küchentemperaturen

Amerikanische Rezepte geben Backofentemperaturen in Fahrenheit an. Gängige Entsprechungen: 160 °C ≈ 320 °F, 180 °C ≈ 356 °F (Rezepte runden das oft auf 350 °F), 200 °C ≈ 392 °F und 220 °C ≈ 428 °F.

Bedenken Sie, dass Backöfen unterschiedlich arbeiten: Die angezeigte Temperatur kann leicht abweichen, und bei Umluft empfehlen Rezepte oft, die Temperatur um etwa 20 °C zu senken. Achten Sie in solchen Fällen auf die Anzeichen, dass das Gericht fertig ist, statt sich allein auf die Zahl zu verlassen.

Ein kurzer Blick in die Geschichte

Daniel Gabriel Fahrenheit schlug seine Skala um 1724 vor, mit dem Gefrierpunkt des Wassers bei 32 und dem Siedepunkt bei 212 Grad. Anders Celsius entwarf 1742 eine Skala mit hundert Graden, die zunächst allerdings andersherum verlief: Der Siedepunkt lag bei 0 und der Gefrierpunkt bei 100. Bald wurde die Skala in die heute bekannte Form umgedreht.

Die Kelvin-Skala ist nach dem britischen Physiker William Thomson benannt, dem späteren Lord Kelvin. Ihr Nullpunkt ist der absolute Nullpunkt, die theoretisch tiefstmögliche Temperatur von etwa −273,15 °C. Im aktuellen SI wird das Kelvin über eine Naturkonstante definiert und nicht über die Eigenschaften von Wasser.

Rechenbeispiele

Damit die Formeln greifbar werden, einige Rechnungen. −10 °C: −10 × 1,8 = −18, plus 32 ergibt 14 °F. 30 °C: 30 × 1,8 + 32 = 86 °F. 50 °F: (50 − 32) × 5/9 = 10 °C. 350 °F: (350 − 32) × 5/9 ≈ 176,7 °C. 450 °F: (450 − 32) × 5/9 ≈ 232,2 °C. Ein Kühlschrank mit etwa 4 °C hat etwa 39 °F, und ein Gefrierschrank mit −18 °C liegt fast genau bei 0 °F (genau −0,4 °F).

Wenn Sie wissen, dass je 10 °C einer Änderung von 18 °F entsprechen, können Sie sich eine eigene Orientierungstabelle bauen: 0 °C = 32 °F, 10 °C = 50 °F, 20 °C = 68 °F, 30 °C = 86 °F, 40 °C = 104 °F.

Wo der Schnelltrick danebenliegt

Die Regel „verdoppeln und 30 addieren“ ist praktisch, ihr Fehler wächst aber, je weiter Sie sich von mäßigen Temperaturen entfernen. Zum Vergleich:

Häufige Fehler

Der erste Fehler ist, eine Temperatur mit einer Temperaturdifferenz zu verwechseln. Hat sich die Luft um 10 °C erwärmt, sind das 18 °F Änderung und nicht 50 °F, denn die 32 werden nur bei der Umrechnung einer tatsächlichen Temperatur addiert, nicht bei einer Differenz. Der zweite ist, die Klammern zu vergessen oder die Schritte in der falschen Reihenfolge auszuführen, zum Beispiel mit 5/9 zu multiplizieren, bevor man 32 abzieht.

Drittens: die Schreibweise von Kelvin. Schreiben Sie K ohne Gradzeichen und verwechseln Sie es nicht mit einem Grad Celsius. Viertens: Backofenskalen. In manchen Ländern verwenden Rezepte Gasstufen (Gas Marks), die weder Grad Fahrenheit noch Grad Celsius sind und deshalb anhand der Herstellertabelle umgerechnet werden müssen.

Checkliste

• Wissen Sie, in welcher Skala der Wert angegeben ist (°C, °F oder K)?
• Rechnen Sie eine Temperatur oder eine Temperaturdifferenz um?
• Haben Sie die Formel in die richtige Richtung angewendet?
• Haben Sie das Ergebnis mit Orientierungswerten plausibilisiert: 0 °C = 32 °F, 20 °C = 68 °F, 100 °C = 212 °F?