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)