In einem vorherigen Kapitel wurde der Unterschied zwischen Temperatur und Wärme(menge) beschrieben. Diese beiden physikalischen Größen dürfen nicht miteinander verwechselt werden. Die Temperatur “beschreibt” einen Zustand eines Körpers (=> mittlere kinetische Energie der Teilchen eines Körpers). Im alltäglichen Sprachgebrauch verbinden wir mit der Temperatur, wie heiß oder kalt ein Körper Gegenstand ist.
Da die Temperatur in Technik und Alltag eine wesentliche physikalische Größe ist, haben sich im Laufe der Zeit viele “Methoden” zur Temperaturmessung etabliert. Die im Alltag am meisten verbreitete Methode zur Messung von Temperaturen sind Thermometern. Thermometer unterscheiden sich aber nicht nur durch ihre äußerliche Form, sondern basieren auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien.
Viele (ältere) Thermometer, die wir aus dem Alltag kennen, sind Ausdehnungsthermometer. Ausdehnungsthermometer basieren auf dem physikalischen Prinzip, dass sich bei der Erwärmung von Flüssigkeiten oder Gase, das Volumen sich in einem bestimmten Temperaturbereich linear ausdehnt.
Bei den Thermoelektrischen Thermometer unterscheidet man das Widerstandsthermometer (beruht auf der Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands) und dem reinen thermoelektrischen Thermometer (beruht auf dem sogenannten Seebeck-Effekt).
Bei den bisher vorgestellten Thermometer handelt es sich um sogenannte Kontaktthermometer, d.h. die Thermometer müssen den Körper berühren, um die Temperatur zu messen. Neben dieser Art von Thermometer gibt es auch die berührungslosen Thermometer. Das im Alltag bekanntestes dieser Thermometer ist das Infrarot-Thermometer.
Diese “Thermometer” messen die abgegebene Infrarotstrahlung eines Körpers, ohne diesen dabei zu berühren. Dabei bündelt eine Linse im Gerät die Infrarot-Strahlung auf einen Detektor, der diese “Strahlung” in ein elektrisches Signal umwandelt. Achtung: Das Infrarot-Thermometer basiert auf den Strahlungsgesetzen von Planck. Daher ist die im Alltag weit verbreitete Annahme, je wärmer ein Körper ist, umso “größer” ist die von dem Körper abgegebene Infrarotstrahlung auch nicht ganz korrekt. Denn dieses Strahlungsgesetz sagt (auch), dass mit steigender Temperatur nicht nur die Intensität der (Infrarot-)Strahlung zunimmt, sich die Wellenlänge (das Strahlungsmaximum verschiebt => Wien´sches Verschiebungsgesetz, siehe Kapitel hierzu).
Hinweise:
Ein Flüssigkeitsthermometer war früher oft mit Quecksilber gefüllt. Aufgrund der Giftigkeit von Quecksilber wurde dies durch andere Flüssigkeiten ersetzt (z.B. gefärbte Alkohole). Wasser kann hier nicht als Flüssigkeit dienen (aufgrund seines kleinen Temperaturbereiches von 1°C bis 99°C und wegen der Anomalie von Wasser. Denn Wasser dehnt sich bei gleichmäßiger Temperaturänderung nicht gleichmäßig aus)
Die Temperaturmessung ist eine Art der Messung, die die Menge an Wärmeenergie oder Kälte in einem Körper oder in einer Umgebung bestimmt.
Die bekanntesten Temperaturskalen sind die Celsius, Fahrenheit und Kelvin Skalen.
Kelvin ist die grundlegende SI-Einheit der Temperaturmessung und wird als Abstufung der thermodynamischen Temperatur definiert.
Zur Temperaturmessung werden häufig Geräte wie Thermometer und Thermostate verwendet.
Die Temperaturmessung spielt eine wichtige Rolle in der physikalischen Wissenschaft, speziell in Bereichen wie Thermodynamik und Wärmeübertragung.
Unter absoluter Temperatur versteht man die auf Null abgestellte Temperatur, während die relative Temperatur die Differenz zu einem bestimmten Referenzpunkt, oft der Raumtemperatur, angebt.
Die Temperatur ist ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Atome oder Moleküle in einem System, während die Wärmeenergie die Gesamtenergie des molekularen Bewegung darstellt.
Ein Infrarot-Thermometer ist ein Gerät, das die Temperatur aus der Strahlungsenergie misst, die von der Oberfläche eines Objekts abgegeben wird.
Auf einer Wärmekamera oder thermischen Kamera stehen warme Bereiche für hohe Temperaturen und werden in hellen Farben (Rot, Gelb) und kalte Bereiche in dunkleren Farben (Blau, Schwarz) dargestellt.
In einem Quecksilberthermometer dehnt sich das Quecksilber mit der Zunahme der Temperatur aus und erreicht einen höheren Stand in der Kapillare, der dann abgelesen werden kann.