The formula
So rechnet man zwischen den Skalen um
Celsius, Fahrenheit und Kelvin messen dieselbe Größe, setzen aber ihren Nullpunkt und ihre Schrittweite unterschiedlich an. Celsius legt den Gefrierpunkt von Wasser auf 0°, Fahrenheit setzt dort stattdessen 32° an, und Kelvin beginnt beim absoluten Nullpunkt, der kältesten physikalisch möglichen Temperatur, verwendet dabei aber dieselbe Schrittweite wie Celsius. Die Umrechnung von Celsius in Fahrenheit ist deshalb eine einfache lineare Formel — mit neun Fünfteln multiplizieren und 32 addieren —, weil beide Skalen einen festen Versatz und ein festes Verhältnis zwischen den Graden teilen. Kelvin ist noch einfacher: Es ist Celsius um genau 273,15 verschoben, ganz ohne Multiplikation, da ein Grad Unterschied in beiden Skalen gleich groß ist.
Warum es überhaupt drei Skalen gibt
Die drei Skalen sind historisch gewachsen und dienen unterschiedlichen Zwecken. Celsius ist im Alltag der englischsprachigen Welt weitgehend verdrängt worden, bleibt aber international der Standard für Wetter und Alltag. Fahrenheit ist rund zwei Jahrzehnte älter als Celsius und war bereits fest etabliert, als Celsius 1742 vorgeschlagen wurde — in den USA hat sich Fahrenheit deshalb bis heute im Alltag gehalten. Kelvin wiederum wird in der Wissenschaft bevorzugt, weil physikalische Formeln zu Gasgesetzen, Thermodynamik oder Strahlung direkt mit einem echten Nullpunkt arbeiten, an dem keinerlei thermische Bewegung mehr stattfindet — ein Nullpunkt, den Celsius mit seinem willkürlichen Gefrierpunkt-Bezug nicht bietet.
Rechenbeispiel
Bei einer Eingabe von 20 °C ergeben sich 68 °F und 293,15 K.
Das Ergebnis richtig einordnen
Ein paar feste Ankerpunkte helfen bei der Einordnung: 0 °C entsprechen 32 °F und 273,15 K (Gefrierpunkt), 37 °C entsprechen rund 98,6 °F und 310,15 K (Körpertemperatur), und 100 °C entsprechen 212 °F und 373,15 K (Siedepunkt auf Meereshöhe). Bemerkenswert ist außerdem der Punkt −40°, an dem Celsius und Fahrenheit denselben Zahlenwert anzeigen — das wirkt wie ein Zufall, ist aber schlicht der Fixpunkt der linearen Umrechnungsformel und gilt für jedes Paar linear verknüpfter Skalen mit derselben Struktur.
Fahrenheit ist rund zwei Jahrzehnte älter als Celsius und war in der englischsprachigen Wissenschaft und im Handel bereits Standard, als Celsius 1742 vorgeschlagen wurde. Der größte Teil der englischsprachigen Welt wechselte im 20. Jahrhundert zu Celsius und dem metrischen System; die USA vollzogen diesen Wechsel nicht vollständig, weshalb Fahrenheit dort im Alltag geblieben ist.
Physikalische Formeln zu Temperatur — Gasgesetze, Thermodynamik, Strahlung — arbeiten direkt mit absoluten Werten, bei denen null keinerlei thermische Bewegung bedeutet. Celsius kennt keinen solchen Nullpunkt (0 °C ist lediglich der Gefrierpunkt von Wasser, ein willkürlicher Bezugswert), sodass man in diesen Formeln jedes Mal von Hand 273,15 addieren müsste. Kelvin macht diesen Schritt überflüssig.