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Thermometer
Bimetall-Thermometer

EIN Thermometer ist ein Messinstrument das ist gewohnt Temperaturen messen.

Typen

Es gibt verschiedene Arten von Thermometern im Einsatz:

  • Flüssigkeitsthermometer - es funktioniert mit einem dünnen Glasrohr neben einer Waage. Häufig Merkur (Quecksilberthermometer) oder in modernen Thermometern farbig Alkohol verwendet, kann aber auch anderen organischen Flüssigkeiten dienen. Durch die Ausdehnung der Flüssigkeit steigt die Kolonne mit steigender Temperatur an.
  • Das Galileo-Thermometer die auf der Grundlage der Gesetz des Archimedes.
  • Thermoelement. Es besteht aus zwei Drähten aus unterschiedlichem Metall. An der Kontaktstelle, a elektrische Spannung was von der Temperatur abhängt.
  • Infrarot-Thermometer. Dieser misst die Infrarotstrahlung des Objekts. Je heißer das Objekt, desto höher die Frequenz des emittierten Infrarots. Siehe auch elektromagnetische Strahlung.
  • Thermistor. Das ist ein Elektro Widerstand deren Größe zunimmt (positiv Temperaturkoeffizient) oder verringert (negativer Temperaturkoeffizient) mit der Temperatur. Die Temperatur kann durch Messen des Widerstands nach der Kalibrierung bestimmt werden. Diese sind in elektronische Thermometer benutzt.
  • Fieberthermometer mit Quecksilber ein extra dünnes Stück kapillar am Steigrohranfang, wodurch die Quecksilbersäule beim erneuten Abkühlen zusammenbricht, so dass die erreichte Maximaltemperatur erhalten bleibt und bis zum „Abschneiden“ des Thermometers abgelesen werden kann. Der Bereich normaler Fieberthermometer ist klein, von 35 bis 42 °C, aber die Genauigkeit ist hoch.
  • Thermometer von Six-Bellani, oder ein Minimum-Maximum-Thermometer, mit dem Tagesminimum und -maximum gemessen werden können.
  • Bimetall-Thermometer die die verschiedenen de verwenden Ausdehnungskoeffizient aus zwei Metallstreifen, die miteinander verschweißt oder verlötet werden. Wenn sich die Temperatur ändert, wird die bimetallisch krumm. Diese werden in einfachen verwendet Raumthermostate.
  • Gasthermometer. Diese funktionieren aufgrund der Druckschwankungen beim Erhitzen oder Abkühlen des Gases. In der Regel wird Wasserstoff, Helium oder Stickstoff verwendet. Dies sind die genauesten und empfindlichsten Thermometer, aber sie sind schwierig zu verwenden. Ein Gasthermometer wird daher hauptsächlich verwendet, um Thermometer anderer Typen zu messen kalibrieren.
Drahtloses Thermometer

Grundsätzlich kann jeder temperaturempfindliche physikalische Messwert zur Herstellung eines Thermometers verwendet werden. Da fast alle makroskopischen Effekte temperatursensitiv sind, ergibt sich daraus eine Erkenntnis, die von Fokke Tuinstra, emeritierter Professor in Delft as . formuliert wurde alles ist ein thermometer.

Geschichte

Einer der ersten, der Temperaturen mit einer Temperaturskala messen wollte, war Galen in ungefähr 170.

Thermoskop

Die ersten Temperaturmessungen wurden mit a Thermoskop. Diese besteht aus einer Schüssel mit Flüssigkeit und einem Glaskolben, der in ein langes Glasrohr mündet, das in die Flüssigkeit gesteckt wird.

Das erste Thermoskop wurde 1630 von . erfunden Santorio Santorio, der damit die Temperatur eines Menschen gemessen hat. Er nahm die Kugel, die sich am Ende des Thermoskops befand, in den Mund oder klemmte sie in die Hand. Es dauerte manchmal bis zu 25 Minuten, bis die Temperatur abgelesen werden konnte.

Im Jahr 1610 auch gemacht Galileo Galileo so ein Werkzeug. Vor der Messung wird etwas Luft aus dem Kolben gesaugt. Dann wird die Birne umgedreht, wobei das Ende des Röhrchens in die Flüssigkeit eingeführt wird. Der Unterdruck zieht die Flüssigkeit nach oben in das Rohr.

Wenn die Luft im Glaskolben erhitzt wird, sinkt der Pegel der Flüssigkeitssäule im Röhrchen, da der höhere Luftdruck die Flüssigkeit zurückdrückt. Beim Abkühlen passiert das Umgekehrte. Das Thermoskop kann mit einer Skala am Tubus abgelesen werden. Die ersten Thermoskope waren ungenau und es fehlte eine echte Kalibrierung.

Flüssigkeitsthermometer

Außenthermometer

Das Flüssigkeitsthermometer wurde um 1630 vom französischen Arzt erfunden Jean Rey. Dieser zeigt Temperaturänderungen durch die Wärmeausdehnung einer Flüssigkeit an. Daniel Gabriel Fahrenheit perfektionierte diesen Thermometertyp 1709 mit einem Flüssigkeitsthermometer auf Alkoholbasis. Im 1724 habe es zum ersten mal benutzt Merkur. Der Vorteil von Quecksilber besteht darin, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient über einen weiten Temperaturbereich nahezu konstant ist. Eine Quecksilbersäule ist auch gut ablesbar. Quecksilber haftet nicht an der Glaswand und hat einen weiten Temperaturbereich. Quecksilber gefriert bei −38,9°C und siedet erst bei 356,9°C. Das Quecksilberthermometer hat daher eine mehr als ausreichende Reichweite für den Hausgebrauch und für die meisten (nicht-sibirischen) meteorologischen Zwecke.

Die höchste mit einem Flüssigkeitsthermometer messbare Temperatur wird durch die Dampfdruck der Flüssigkeit und die Stärke des Glasröhrchens, in dem sie enthalten ist. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Quecksilberthermometer nicht viel höher als 350 °C (der Siedepunkt von Quecksilber) werden kann. Viele organische Flüssigkeiten sind bei solchen Temperaturen nicht stabil, sodass diese Grenze auch dort nicht überschritten wird.

Die niedrigste Temperatur, die mit einem Flüssigkeitsthermometer gemessen werden kann, wird durch den Schmelzpunkt bestimmt. Bei Quecksilber sind es −39 °C, bei Alkohol können −114 °C erreicht werden.

Beim Experimentieren mit Materialien lassen sich sehr seltsame Flüssigkeitsthermometer herstellen: Wenn man eine Flüssigkeit mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten in ein Rohr mit hohem Ausdehnungskoeffizienten einschließt, kann man sogar ein Thermometer herstellen, dessen Flüssigkeitssäule mit steigender Temperatur sinkt.

Skalierung

Die Skalierung bei Thermometern ist seit langem ein Diskussionspunkt. Es werden noch verschiedene Skalen verwendet:

  • Kelvin - Die im SI Einheit für Temperatur einstellen. Es Absoluter Nullpunkt, die physikalisch niedrigstmögliche Temperatur, hat auf dieser Skala den Wert 0. Schmelzendes Eis hat eine Temperatur von ca. 273,15 K (der genaue Wert hängt vom Luftdruck ab), die dreifacher Punkt Wasser ist per Definition 273,16 K. Ein Temperaturintervall von 1 K entspricht also einem Intervall von 1 Grad Celsius.
  • Celsius - Vom schwedischen Astronomen Andere Celsius 1742 mit 0 Grad als Temperatur von kochendem Wasser und 100 Grad als Temperatur von gefrierendem Wasser definiert. 1744 wurde diese Skala umgekehrt, was zu der heute noch verwendeten Celsius-Skala mit 0 Grad als Schmelzpunkt von Eis führte.[1]
  • Fahrenheit - Diese Skala entstand durch eine kurze Geschichte. Als Nullpunkt wurde zunächst die minimale Temperatur gewählt, die zu Fahrenheits Zeiten im Labor (mit einer Mischung aus Eis, Wasser und Salz; ca einstellen. 1724. vorgeschlagen Fahrenheit fixierte die Skala mit der Temperatur des schmelzenden Eises als ersten Maßstab: 32 Grad und der zweite der Temperatur eines gesunden Menschen: 96 Grad. Diese beiden Temperaturen sind 64 Einheiten (26) auseinander, so dass die Zwischenmarken leicht auf der Skala platziert werden können (indem Sie den Abstand sechsmal halbieren). Die Skala wird in anglophonen Ländern immer noch häufig verwendet. Um Fahrenheit in Celsius umzurechnen, subtrahieren Sie 32 Grad vom Ganzen und dividieren Sie durch 1,8 oder multiplizieren Sie mit 5/9 (zum Beispiel (100 ° F - 32) / 1,8 = 37,77 ° C) .
  • reaumur - Er reicht von 0 (schmelzendes Eis) bis 80 (kochendes Wasser).
  • Rankine - Es Absoluter Nullpunkt 0 ist; der Gefrierpunkt von Wasser beträgt 491,7. Diese Skala ist mit Fahrenheit verwandt wie Kelvin mit Celsius, d.h. Temperaturunterschiede von 1 Grad sind auf beiden Skalen gleich.

Nüsse

  1. ↑Es wird oft behauptet, dass es Linné wer war dafür verantwortlich. Dafür gibt es jedoch keine Quellen. Wahrscheinlicher ist es eine Gruppe von Benutzern in und um uppsala war für die Inversion der Skala verantwortlich. Unter ihnen der Instrumentenbauer Daniel Ekström, der viele Thermometer herstellte. sehen diese Webseite

Siehe auch