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Temperaturmessungen

Allgemeines

Die Temperatur wird bei uns in der Regel in Grad Celsius (°C) gemessen. Weitere noch übliche Temperatureinheiten sind die Grundeinheit nach dem SI-System, das Kelvin (K), das in USA übliche Grad Farenheit (°F), und das Grad Reaumur (°R).

Für die Einteilug der Grad Celsiusskala hat man den Eispunkt und den Wasserdampfpunkt von Wasser genutzt. Der Eispunkt wirde auf 0°C und der Wasserdampfpunkt auf 100°C festgelegt, und die Skala wurde linear eingeteilt.

Eine Grundeinheit nach den SI-System ist das Kelvin, für die Temperatur. Diese Einheit wurde auf der Grundlage des absoluten Nullpunktes der Temperatur festgelegt. Hier entspricht 0 Kelvin den absoluten mögliche Tiefstpunkt der Temperaturmessung. Es gibt keine niedrigere Temperatur, wie 0 Kelvin. Die Tempratur in Kelvin gemessen, entsprcht der Temperatur in Grad Celsius gemessen addiert mit 273,16. Das heißt, 0°C = 273,16 K oder 0 K = -273,16°C.

Das Fromelzeichen für die abolute Tempratur, die in Kelvin gemessen wird ist Θ. Für die Messungen der Temperatur in anderen Einheiten Wird das kleine θ verwendet. Damit gilt zwischen den Grad Celsius und den Klevin folgender Zusammenhang:

θ[°C]=Θ[K] - 273,16

Für die in den USA üblichen Grad Farenheit (°F) gilt folgende Umrechnung:

θ[°F] = 32 + 1,8 · θ[°C]

Die Umrechnung für das Grad Reaumur ist:

θ[°R] = 0,8 · θ[°C]

Hier geht es zu einen kleinen JavaScript das Temperaturen umrechnet:
Umrechner für Temperatureinheiten

Temperaturdifferenzen werden im Sprachgebrauch in Grad angegeben, aber nach den Einheitensystem werden sie grundsätzlich in Kelvin gemessen. Das Formelzeichen für Temperaturdifferenzen ist Δθ.

Zur genauen Eichung von Temperaturmessgeräten werden Erstarrungs-, Trippel- und Siedepunkte von verschiedenen Stoffen genutzt. Diese werden als Temperaturfestpunkte bezeichnet.
Am Erstarrungspunkt geht der Stoff vom flüssigen in den festen Zustand bei einen Druck von 1 Bar über.
Am Trippelpunkt fängt eine Flüssigkeit an fest zu werden auch bei 1 Bar.
Und am Siedepunkt bei einen Bar fängt die Flüssigkeit an sieden und ein Gas zu werden. Eine Tabelle mit üblichen Temperaturfestpunkten: HIER

Was ist nun eigentlich die Temperatur? Nun die Temperatur gibt in irgendeiner From den Energiezustand eines Körpers an.
Die Atome und Moleküle eines Stoffes sind in Bewegung. Je Größer ihre Bewegungsenergie (kinetische Energie) ist, um so höher ist die Temperatur. Die Wärmeenergie, die in einen Stoff, ist, kann mit Hilfe der Temperatur ermittelt werden. Sie ist aber nicht nur von der Tempratur abhängig, sondern auch von anderen Eigenschaften des Stoffes. Bei den absoluten Nullpunkt der Temperatur von 0 Kelvin bewegen sich die Atome und Moleküle in der Struktur des Stoofes nicht mehr, ihre Bewegungsenergie (kinetische Energie) ist Null.

Bei Temperaturänderungen verändern sich auch andere Eigenschaften der Stoffe. Sie dehnen sich aus, verändern ihre elektrische Leitfähigkeit und andere Eigenschaften. Diese Eingenschaftsänderungen für die verschienen Verfahren der Temperaturmesssung genutzt. Auf sie werde ich bei den einzelnen Messverfahren eingehen.

Arten von Thermometern

Thermometer werden in zwei große Gruppen nach der Art der Wärmeübertragung eingeteilt.
Die Berührungsthermometer, die durch direkten Kontakt mit den Messmedium die Temperatur anzeigen.
Die andere Gruppe sind die Pyrometer, die die Temperatur durch die Wärmestrahlung, die das Messmediums aussendet, ermittelt wird.

Die Berührungsthermometer werden noch in Ausdehnungsthermeter und in elektrische Thermometer eingeteilt.
Bei den Ausdehnungsthermometern wird die Temperatur durch die thermische Ausdehnung von Körpern ermittelt.
Bei den elektrischen Thermometern werden die Eigenschaften die sich bei Temperaturänaderung auch ändern ausgenutzt. Wie beispielsweise der Widerstand oder die Thermospannung.