Bayern 2 - IQ - Wissenschaft und Forschung


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Aeneas Rooch experimentiert 40°C - nicht doppelt so warm wie 20°C?

Wie viel ist doppelt so warm wie 20 Grad? Einfache Frage, doch die naheliegende Antwort ist falsch: Es sind nicht 40 Grad Celsius, sondern mehr als 300! Warum, das erklärt Physiker Metin Tolan dem Reporter Rooch am Kochtopf.

Von: Aeneas Rooch

Stand: 12.01.2015

Wie viel Grad sind doppelt so warm wie 20 Grad? Die Frage ist einfach, aber die Antwort ist so kompliziert wie skurril: 313 Grad.

Der Grund dafür ist, dass wir Temperaturen zwar aus dem Alltag kennen und bewerten können, unsere Alltagserfahrung aber wenig damit zu tun hat, wie Temperatur wissenschaftlich exakt und sinnvoll definiert wird: In der Physik ist die Temperatur eines Stoffes im Wesentlichen definiert als die Bewegung seiner Teilchen (genauer gesagt: ihre kinetische Energie).

Je weniger sich die Moleküle in einem Stoff bewegen, desto weniger Temperatur hat er. Irgendwann stehen die Moleküle theoretisch still - weniger Bewegung ist nicht möglich, und dieser Zustand markiert für Physiker den absoluten Nullpunkt. Er liegt etwa bei -273 °C und ist der korrekte Bezugspunkt, wenn man Temperaturen vergleicht.

Doppelt so warm bedeutet demnach doppelt so viel Teilchenbewegung, und wenn man die Bewegung der Teilchen eines Stoffes, der 20 Grad Temperatur besitzt, verdoppelt, entsteht auf der Celsius-Skala eine Temperatur von 313 Grad. Denn schon 20 Grad Celsius oder auch 0 Grad Celsius sind, in Bewegung der Teilchen gerechnet, das heißt vergleichen mit dem absoluten Nullpunkt, bereits sehr heiß, nur gibt das die Celsius-Zahl nicht wieder, die sich mit ihrem Maßstab an Alltagserfahrungen orientiert (nämlich dem Gefrier- und dem Siedepunkt von Wasser).

Tiefe Temperaturen sind für die Physik von großer Bedeutung, denn nahe am absoluten Nullpunkt können Teilchen beispielsweise zu einem einzigen Superteilchen, einem sogenannten "Bose-Einstein-Kondensat", verschmelzen - dann schwirren sie nicht mehr zufällig durch die Gegend, sondern bewegen sich im Gleichschritt und bilden eine neue Zustandsform der Materie - neben fest, flüssig, gasförmig und Plasma.


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