WeetWeerWatWeetje: Schaatsen bij 30 graden
Schaatsen op natuurijs bij dertig graden of een ei met honderd graden ‘koken’ en toch is dat ei na een uur nog steeds rauw. Het kan zo maar, het ligt er aan met welke schaal de temperatuur wordt gemeten. Graden Fahrenheit of graden Celsius, bij de eerste sta je bij honderd graden lekker onder de douche, bij de tweede loop je bij honderd graden zware verbrandingen op. Zijn Fahrenheit en Celsius de enige temperatuurschalen of zijn er nog meer?
Tegenwoordig wordt in de meeste landen de temperatuur in graden Celsius uitgedrukt. Er zijn slechts vijf landen op de wereld die in het weerbericht spreken over graden Fahrenheit, de Verenigde Staten is er daar één van. Op TV zien we in de winter dan ook weleens beelden uit de VS, waarin er sprake is van een Blizzard bij 10°F, waarbij de Amerikanen de F van Fahrenheit, net als wij de C van Celsius meestal weglaten. Terwijl Celsius en Fahrenheit in het dagelijkse leven het meest voorkomen, is Kelvin in de natuur- en scheikunde de meest gebruikte temperatuurschaal.
De heren Fahrenheit en Celsius, die de naar hen genoemde temperatuurschalen bedachten, namen beiden een ‘willekeurig’ nulpunt met een ‘willekeurige’ schaalverdeling. Daniël Fahrenheit, die een groot aantal jaren van zijn leven in Nederland woonde, nam de temperatuur van een mengsel van ijs, water en salmiak in de verhouding 1:1:1 als 0°F. Dat mengsel was in de achttiende eeuw de laagst mogelijke temperatuur die mensen kunstmatig konden bereiken. Fahrenheit nam daarna het mengsel van ijs en water in de verhouding 1:1 en zonder salmiak als 32°F. De temperatuur van het menselijk lichaam bepaalde hij daarmee op 96°F.
De Zweedse Anders Celsius nam het kookpunt van water als 0° en telde in honderd stapjes naar het vriespunt van water en noemde dat 100°. Nee, dit is geen vergissing, op de oorspronkelijke schaal van Celsius kookte water bij 0° en bevroor dat bij 100°. Eén jaar na het overlijden van Anders Celsius in 1745, keerde de Zweedse arts Carl Linnaeus de schaal van Celsius om en sindsdien bevriest water bij 0°C en kookt het bij 100°C.
William Thomson, die de eerste werkende Trans-Atlantische telegraafkabel aanlegde en daarom als Lord Kelvin verder door het leven ging, was een Britse natuurkundige. Thomson verdiepte zich onder andere ook in de thermodynamica en ontwikkelde zo een temperatuurschaal die we nu als Kelvin kennen. Thomson, nam voor de schaalverdeling de graden, die Anders Celsius zo’n honderd jaar eerder had bepaald. Echter nam de Britt het absolute nulpunt (-273,15°C) als 0-punt. Vanuit natuurkundig oogpunt was dat rekenkundig veel praktischer omdat er niet met negatieve waarden hoefde te worden gerekend.
Daarnaast bleven de getalswaarden van de temperatuurverschillen die in veel natuurkundige formules al werden toegepast in graden Celsius exact hetzelfde. Als voorbeeld het verschil tussen het vriespunt van water 273,15K of 0°C en het kookpunt van water 373,15K of 100°C is nog steeds 100 °Celsius of 100 Kelvin. Inderdaad 100 Kelvin zonder graden, want Kelvin is de natuurkundig enig juiste eenheid voor temperatuur.
Naast deze drie meest gebruikte temperatuurschalen zijn er in de loop van de geschiedenis nog meerdere natuurkundigen geweest die zich met het meten van de temperatuur bezig hebben gehouden. Zo nam William John Macquorn Rankine, net als Thomson het absolute 0-punt als basis, maar met een graad Fahrenheit als maateenheid.
De Fransman René-Antoine Ferchault de Réaumur die het vriespunt van water ook als nul nam, maar het kookpunt van water op basis van het octogesimale stelsel op 80 graden stelde, speelde een korte rol in de geschiedenis van de temperatuurschalen. Met de val van Napoleon in 1815 was het ook gedaan met de te Franse temperaturen van Réaumur en kreeg de temperatuurschaal van Celsius een steeds grotere rol in het Europese dagelijkse leven. Daar heeft zelfs Lord Kelvin niets aan kunnen veranderen.