Absoluter Nullpunkt und die Kelvinskala der Temperatur
Temperatur ist das Maß für die Wärme oder Kälte eines Objekts. Sie ist eine Eigenschaft, die es uns ermöglicht, Wärme zu quantifizieren und zu bestimmen, in welche Richtung die Wärme von einem Objekt zu einem anderen fließt. Wenn ein Gegenstand kalt ist, sagen wir, er hat eine niedrige Temperatur, und wenn er heiß ist, sagen wir, er hat eine hohe Temperatur. Wenn wir unsere Hände in Wasser legen und die Wärmeenergie vom Wasser zu unseren Händen fließt, hat das Wasser eine höhere Temperatur als unsere Hände. Würde die Wärmeenergie von unseren Händen zum Wasser fließen, dann hätte das Wasser eine niedrigere Temperatur als unsere Hände.
Die Temperatur eines Stoffes ist ein Maß für die Bewegung aller Atome und Moleküle in diesem Stoff. Wird ein Stoff erwärmt, so erhöht sich die Geschwindigkeit der Teilchen und ihre kinetische Energie, und die Temperatur steigt an. Wenn ein Stoff abgekühlt wird, nimmt die Geschwindigkeit der Teilchen und damit ihre kinetische Energie ab, und die Temperatur sinkt. Wird der Stoff weiter abgekühlt, verlangsamt sich die Bewegung der Teilchen weiter und ihre Schwingungen werden immer geringer. Schließlich kann eine Temperatur erreicht werden, bei der sich die Atome und Moleküle des Stoffes in ihrem niedrigsten Energiezustand befinden und ihre Bewegung praktisch zum Stillstand kommt. Dies wird bei einer Temperatur von -273 °C erreicht und als absoluter Nullpunkt bezeichnet. Dies ist die niedrigstmögliche Temperatur, da sich die Atome und Moleküle in ihrem niedrigsten Energiezustand befinden und daher keine Energie übertragen werden kann.
Kelvin-Skala
Die Kelvin-Temperaturskala ist nach Lord Kelvin benannt, der sie Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte. Sie geht vom absoluten Nullpunkt aus, und die Temperaturmessungen werden mit dem Symbol K (für „Kelvin“) bezeichnet. Die Temperaturunterschiede auf der Kelvinskala unterscheiden sich nicht von denen auf der Celsius-Skala (°C). Die beiden Skalen unterscheiden sich durch ihre Ausgangspunkte. So ist 0°C gleich 273K.